Struktura, vlastnosti, použití, rizika, křemičitan sodný (Na2SiO3)

1813
Jonah Lester
Struktura, vlastnosti, použití, rizika, křemičitan sodný (Na2SiO3)

The křemičitan sodný je anorganická sloučenina tvořená dvěma ionty sodíku Na+ a silikátový anion SiO3dva-. Také se říká, že je tvořen molekulou oxidu křemičitého SiOdva a oxid sodný NadvaO. Jeho chemický vzorec lze vyjádřit jako NadvaAno3 nebo také NadvaNEBO.Anodva.

Složení křemičitanu sodného se však může lišit v závislosti na poměru SiOdva/ NadvaHmotnostně nebo v molech. Nazývá se také rozpustné silikátové nebo vodní sklo. Lze jej získat ve formě prášku, velkých kousků podobných krystalům nebo ve formě roztoků.

Křemičitan sodný NadvaAno3 pevný. Ondřej Mangl [Public domain]. Zdroj: Wikimedia Commons.

Křemičitan sodný je široce používán v detergentech a mýdlech, protože změkčuje vodu a zvyšuje účinnost čištění. Je také součástí produktů, jako je krém na holení.

Je to surovina pro přípravu SiO katalyzátorů na bázi oxidu křemičitéhodva. Jeho řešení se používají jako lepidlo v mnoha aplikacích, od lepicího papíru a lepenky až po sklo, porcelán, žáruvzdorné formy, cementové a brusné kotouče..

Protože se jedná o zcela nehořlavý materiál, používá se k výrobě ohnivzdorných tkanin, protože je nehořlavý, a jako povlak na ochranné prostředky..

Rejstřík článků

  • 1 Struktura
  • 2 Názvosloví
  • 3 Vlastnosti
    • 3.1 Fyzický stav
    • 3,2 Molekulová hmotnost
    • 3.3 Teplota tání
    • 3.4 Hustota
    • 3.5 Rozpustnost
    • 3,6 pH
    • 3.7 Chemické vlastnosti
    • 3.8 Další vlastnosti
  • 4 Získání
  • 5 použití
    • 5.1 V mýdlech a detergentech
    • 5.2 V katalyzátorech a silikagelech
    • 5.3 Jako lepidlo nebo lepidlo
    • 5.4 V vrtných kapalinách pro ropné vrty
    • 5.5 V různých aplikacích
  • 6 Rizika
  • 7 Reference

Struktura

Zjednodušená struktura polymerů v roztocích křemičitanu sodného. Benjah-bmm27 [Public domain]. Zdroj: Wikimedia Commons.

Obecný vzorec pro křemičitany sodné je xSiOdva/ NadvaNebo kde x je molární nebo hmotnostní poměr.

Molární poměr znamená počet molů SiOdva děleno počtem molů NadvaO. Hmotnostní poměr znamená hmotnost SiOdva děleno hmotností NadvaNEBO.

Přidání více alkálie (NadvaO) molární nebo hmotnostní poměr se změní.

Roztok křemičitanu sodného s nízkým molárním poměrem, například 1/1 (1 mol SiOdva a 1 mol NadvaO) obsahuje hlavně SiO monomery44- a dimery S.dvaNEBO5dva- kromě iontů Na+.

Roztok s vysokým molárním poměrem, jako je 3,3 / 1 (3,3 mol SiOdva pro každý mol NadvaO) má vysoký podíl polymerních druhů nebo polymerů křemíku a kyslíku.

Nomenklatura

-Křemičitan sodný

-Metasilikát sodný

-Rozpustné sklo

-Sklenice vody (z angličtiny sklenice vody)

-Rozpustný křemičitan

Vlastnosti

Fyzický stav

-Pevné ve velkých kusech, které připomínají modrozelené krystaly

-Bezbarvá až bílá práškovitá pevná látka

-Bezbarvé vodné roztoky.

Molekulární váha

Ze vzorce NadvaAno3: 122,063 g / mol.

Bod tání

NadvaAno3: 1089 ° C

Hustota

Závisí to na poměru SiOdva/ NadvaNEBO.

Rozpustnost

Pokud je ve formě velkých kousků nazelenalého krystalu, je při zahřátí a pod vysokým tlakem rozpustný ve vodě. Prášek je mírně rozpustnější, ale v obou případech jeho rozpustnost závisí na množství sodíku nebo NadvaNebo že vlastní.

Čím vyšší je obsah sodíku (ve formě NadvaO) rychleji se rozpouští.

pH

Jeho vodné roztoky jsou silně zásadité.

Chemické vlastnosti

Komerčně připraveno ve vztazích SiOdva/ NadvaNebo podle hmotnosti v rozmezí od 1,5 do 3,3. Jak se SiO zvyšujedva ve vztahu snižuje rozpustnost ve vodě a zásaditost.

Rozpuštěním pevného křemičitanu ve vodě mohou vzniknout želatinové nebo vysoce viskózní směsi.

Prášek křemičitanu sodného může být rozplývavý, to znamená, pokud má vysoké množství NadvaNebo má tendenci snadno absorbovat vodu z prostředí.

Pokud se pH jeho roztoků sníží přidáním kyseliny, vytvoří se gel.

Další vlastnosti

Není hořlavý.

Získávání

Křemičitý písek SiO se taví za získání křemičitanu sodnéhodva s uhličitanem sodným NadvaCO3 bezvodý v otevřené peci. Molární poměr písku k uhličitanu sodnému se může komerčně měnit od 0,5 do 3,75.

Vklady křemičitého písku v oblasti Indie. ರವಿಮುಂ [CC BY-SA 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0)]. Zdroj: Wikimedia Commons.

Aplikace

V mýdlech a pracích prostředcích

Křemičitany sodné patří mezi první sloučeniny, které byly použity v detergentních formulacích.

Detergenty obecně obsahují ve svém složení křemičitan sodný. Autor: Karunasanghvi. Zdroj: Pixabay.

Křemičitany sodné odlučují ionty vápníku Cadva+ a hořčík Mgdva+, vyloučení toho, čemu se říká tvrdost vody, tedy její změkčení. Tímto způsobem se tvoří nerozpustné sraženiny, takže se používá v malém množství.

Působení křemičitanu sodného umožňuje pracímu prostředku fungovat, aniž by uvedené ionty ovlivňovaly proces čištění.

V silikagelech a katalyzátorech

Křemičité gely se běžně připravují okyselením roztoku křemičitanu sodného na pH nižší než 10 nebo 11. Čas potřebný ke gelování se liší..

Silikonový gel. K jeho přípravě je zapotřebí křemičitan sodný. Vysoušedla [CC BY-SA 3.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)]. Zdroj: Wikimedia Commons.

Oxid křemičitý lze připravit smícháním křemičitanu sodného se silnou minerální kyselinou. Křemičitan sodný se používá při výrobě základů pro katalyzátory, protože je zdrojem oxidu křemičitého SiOdva.

Jako lepidlo nebo lepidlo

Koncentrované vodné roztoky křemičitanu sodného se používají jako lepidla a tmely. Odolávají teplotám až 1100 ° C.

Hlavní aplikace lepidel na bázi křemičitanu sodného jsou v lepicím papíru, vlnité nebo vlnité lepence, krabicích a kartonech. Také pro lepení nebo aglomeraci dřeva nebo pro lepení kovů na různé druhy materiálů.

Vlnitá nebo vlnitá lepenka se vyrábí pomocí lepidla na bázi křemičitanu sodného. Autor: Stux. Zdroj: Pixabay.

Používá se k lepení skla, porcelánu, keramiky, textilu, kůže atd. Pro lepení skleněných vláken, optického skla a nárazuvzdorných skleněných obalů.

Umožňuje připravit žáruvzdorné cementy pro stavbu nádrží, kotlů, pecí a forem na odlévání kovů a také vyrábět vodotěsné nebo kyselinovzdorné malty nebo cementy.

Křemičitany sodné mohou reagovat s fluoridy křemíku za vzniku cementů odolných vůči kyselinám s nízkou tendencí ke smršťování a podobné tepelné roztažnosti jako ocel..

Používají se také k výrobě cementů pro brusné kotouče používané k leštění..

V vrtných kapalinách pro ropné vrty

Křemičitan sodný se po mnoho let používá jako chemická suspenze během vrtání určitých typů útvarů s velmi vysokou propustností, jako jsou ty, které tvoří písek..

Vysoká propustnost znamená, že snadno propouští kapaliny.

Přidává se společně se sloučeninou, která aktivuje křemičitan za vzniku polymeru. Tento polymer poskytuje pevnost, tuhost a snižuje propustnost v zrnitých půdách..

Jelikož je půda méně propustná, kapalina jím volně neprochází a tímto způsobem se zabrání ztrátě kapaliny během fáze vrtání vrtu.

Vrtání ropných vrtů. Oil_Rig_NT8.jpg: * odvozená práce: Mudgineer (diskuse) Oil_Rig_NT.PNG: Tosakaderivativní práce: Malyszkz [CC BY 3.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/3.0)]. Zdroj: Wikimedia Commons.

V různých aplikacích

Křemičitan sodný má také řadu použití. Tady nějaké jsou.

-Například v produktech denní péče je součástí holicích krémů.

-Při úpravě vody.

-Při bělení textilií, jako je vlna.

-Při bělení papírové buničiny. Například pro bělení mletého dřeva se používá směs obsahující kromě jiných složek peroxid vodíku a křemičitan sodný. Křemičitan sodný se používá k odlučování kovových iontů, které mají tendenci urychlovat rozklad peroxidu..

-Pro výrobu nehořlavých tkanin. Jako retardér hoření a jako nátěr ochranných prostředků.

-V křemičitých pigmentech.

-K detekci kukuřičných zrn zamořených hmyzem. Tam, kde napadená zrna rychle vyplují na povrch, se používá směs křemičitanu sodného a vody.

-V zinkování.

-K čištění kovů.

-Při minerální flotaci se používá jako dispergační prostředek pro kal a bahno a jako kondicionér pro povrch minerálů..

-K impregnaci dřeva.

Rizika

Křemičitan sodný díky vysokému obsahu alkálií silně dráždí pokožku, oči a sliznice. Při požití může být toxický a dráždit sliznice podobným způsobem jako louh sodný..

Musí být skladován odděleně od silných kyselin, kovů a halogenů, jako je fluor, s nimiž prudce reaguje.

Reference

  1. Ebnesajjad, S. (2015). Vlastnosti lepicích materiálů. Rozpustné křemičitany (křemičitan draselný a sodný). V příručce Lepidla a příprava povrchu. Obnoveno ze sciencedirect.com.
  2. Fink, J.K. (2012). Přísady pro ztrátu tekutin. Metasilikát sodný. V příručce Petroleum Engineer's Guide to Oil Field Chemicals and Fluids (druhé vydání). Obnoveno ze sciencedirect.com.
  3. NÁS. Národní lékařská knihovna. (2019). Křemičitan sodný. Národní centrum pro biotechnologické informace. Obnoveno z pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
  4. Kirk-Othmer. (1984). Encyclopedia of Chemical Technology, 3. vydání, John Wiley and Sons.
  5. Maeda, K. a kol. (2007). Od zeolitů po porézní materiály MOF - 40th Výročí mezinárodní konference zeolitů. In Studies in Surface Science and Catalysis. Obnoveno ze sciencedirect.com.
  6. Chopade, S.P. a Nagarajan, K. (2000). Čisticí prostředky: iontová výměna. In Encyclopedia of Separation Science. Obnoveno ze sciencedirect.com.
  7. .

Zatím žádné komentáře