NATRIJEV SILIKAT (NA2SIO3): STRUKTURA, SVOJSTVA, UPOTREBE, RIZICI - KEMIJA - 2026

Natrijev silikat je anorganski spoj koji se sastoji od dva natrijevih iona Na ⁺ i silikata anionom SiO ₃ ^{2 -}. Ona je i da je navedena molekula sastoji od silicijevog dioksida SiO ₂ i natrijev oksid Na ₂ O. Njegova kemijska formula je izraženo Na ₂ SiO ₃ ili Na i ₂ O . SiO ₂.

Međutim, sastav natrijevog silikata može varirati ovisno o SiC ₂ / Na ₂ O masenom omjeru ili mola. Također se naziva i topljivi silikat ili vodeno staklo. Može se dobiti u obliku praha, velikih komada poput kristala ili u obliku otopina.

Kruti natrijev silikat Na ₂ SiO ₃. Ondřej Mangl. Izvor: Wikimedia Commons.

Natrijev silikat široko se koristi u deterdžentima i sapunima jer omekšava vodu, čineći čišćenje učinkovitijim. Također je dio proizvoda poput kreme za brijanje.

Sirovina je za pripremu SiO ₂ silika katalizatora. Njegova rješenja koriste se kao ljepilo u mnogim primjenama, od ljepljivog papira i kartona, do stakla, porculana, vatrostalnih kalupa, cementa i abrazivnih diskova.

Budući da je potpuno nezapaljiv materijal, koristi se za izradu vatrootpornih tkanina, kao što je vatrootporno, i kao premaz za zaštitnu opremu.

Struktura

Pojednostavljena struktura polimera u otopinama natrijevog silikata. Benjah-bmm27. Izvor: Wikimedia Commons.

Opća formula natrij silikata je xSiO ₂ / Na ₂ O, gdje x je molarni omjer težine ili.

Molarni omjer sredstva broj molova SiO ₂ podijeljen broj molova Na ₂ omjer težine O. označava težinu SiO ₂ podijeljena težine Na ₂ O.

Dodavanjem više alkalija (Na ₂ O) mijenja se molarni ili težinski omjer.

Otopina natrij-silikata s niskom molarnom omjeru, na primjer, 1/1 (1 mol SiO ₂ i 1 mol Na ₂ O) sadrži uglavnom SiOz ₄ ^{4 -} monomera i S ₂ O ₅ ^{2 -} dimera u osim iona Na ⁺.

Otopina s visokim molarnim omjerom kao 3,3 / 1 (3,3 mola SiO ₂ za svaki mol Na ₂ O) ima visok udio polimernih vrsta ili polimera silicija i kisika.

Nomenklatura

-Natrijum-silikat

-Zatrijev meta-silikat

-Stopno staklo

-Sjaja vode (od engleskog vodenog stakla)

-Topivi silikat

Svojstva

Psihičko stanje

-Čvrsto u krupnim komadima sličnim plavo-zelenim kristalima

-Kolor bez bijelog praha

-Bezvodene vodene otopine.

Molekularna težina

Iz formule Na ₂ SiO ₃: 122,063 g / mol.

Talište

Na ₂ SiO ₃: 1089 ° C

Gustoća

Ovisi o omjeru SiO ₂ / Na ₂ O.

Topljivost

Kada je u obliku krupnih komada zelenkastog stakla, topivo je u vodi ako se zagrijava i pod visokim pritiskom. Prah topiv je nešto, ali u oba slučaja njegova topljivost ovisi o količini natrija ili Na ₂ O sadrži.

Je veći sadržaj natrija (u obliku Na ₂ O) brže otapa.

pH

Njegove vodene otopine snažno su alkalne.

Kemijska svojstva

Je komercijalno je pripravljen SiO ₂ / Na ₂ O omjerima mase u rasponu od 1,5 do 3,3. Kako SiO ₂ raste u omjeru, topivost u vodi i alkalnost opadaju.

Rastvarajući kruti silikat u vodi može tvoriti želatinozne ili vrlo viskozne smjese.

Natrijev silikat u prahu može biti sklona, to jest, ako ima visoku količinu Na ₂ O, sklon da lako apsorbiraju vodu iz okoline.

Ako se pH njihovih otopina snizi dodavanjem kiseline, nastaje gel.

Ostala svojstva

Nije zapaljivo.

dobivanje

Kako bi se dobio natrij silikati, kvarcnog pijeska SiO ₂ tali s bezvodnim natrijevim karbonatom Na ₂ CO ₃ u otvorenom peći. Molarni omjer pijeska i natrijevog karbonata može komercijalno varirati od 0,5 do 3,75.

Naslage silikatnog pijeska na području Indije. ರವಿಮುಂ. Izvor: Wikimedia Commons.

Prijave

U sapunima i deterdžentima

Natrijevi silikati su među prvim spojevima koji se koriste u formulacijama deterdženata.

Deterdženti obično sadrže natrijev silikat u svom sastavu. Autor: Karunasanghvi. Izvor: Pixabay.

Natrij-silikatni sekvektori ioni kalcija Ca ²⁺ i magnezija Mg ²⁺, eliminirajući takozvanu tvrdoću vode, odnosno omekšavajući je. Tako nastaju nerastvorljivi talozi, pa se koristi u malim količinama.

Djelovanje natrijevog silikata omogućava da deterdžent djeluje bez da navedeni ioni utječu na postupak čišćenja.

U katalizatorima i silika gelima

Silika gelovi obično se pripremaju zakiseljavanjem otopine natrijevog silikata do pH manjeg od 10 ili 11. Vrijeme potrebno za geliranje varira.

Silikonski gel. Za njegovu pripremu potreban je natrijev silikat. Sušači. Izvor: Wikimedia Commons.

Silicijum se može pripremiti miješanjem natrijevog silikata sa jakom mineralnom kiselinom. Natrijev silikat koristi se u proizvodnji baza za katalizatore, jer je izvor silika SiO ₂.

Kao ljepilo ili ljepilo

Koncentrirane vodene otopine natrijevog silikata koriste se kao ljepila i brtvila. Oni mogu izdržati temperature do 1100 ° C.

Glavne primjene ljepila natrijevog silikata su u ljepljivom papiru, valovitom ili valovitom kartonu, kutijama i kartonu. Također za lijepljenje ili aglomeriranje drva ili za lijepljenje metala na različite vrste materijala.

Valovita ili valovita ploča izrađuje se pomoću ljepila natrijevog silikata. Autor: Stux. Izvor: Pixabay.

Koristi se za lijepljenje stakla, porculana, keramike, tekstila, kože itd. Za lijepljenje stakloplastike, optičkog stakla i staklenih posuda otpornih na udarce.

Omogućuje pripremu vatrostalnih cementa za izgradnju spremnika, kotlića, peći i kalupa za lijevanje metala, kao i za izradu vodonepropusnih maltera ili cementa otpornih na kiselinu.

Natrijevi silikati mogu reagirati sa silicijum fluoridima da bi se stvorili cementi otporni na kiseline sa malom tendencijom skupljanja i toplinskim ekspanzijama sličnim čelikima.

Također se koriste za izradu cementa za abrazivne diskove koji se koriste za poliranje.

U tekućine za bušenje u bušotini

Natrijev silikat se koristi već duži niz godina kao kemijska masa za bušenje određenih vrsta formacija s vrlo velikom propusnošću, poput onih koje se sastoje od pijeska.

Velika propusnost znači da lako propušta tekućinu.

Dodaje se zajedno sa spojem koji aktivira silikat, čime nastaje polimer. Ovaj polimer daje čvrstoću, krutost i smanjuje propusnost u zrnatim tlima.

Kako je tlo manje propusno, tekućina ne prolazi kroz njega slobodno i na taj se način izbjegava gubitak tekućine tijekom faze bušenja bušotine.

Bušenje naftnih bušotina. Oil_Rig_NT8.jpg: * izvedbeni rad: Mudgineer (razgovor) Oil_Rig_NT.PNG: Tosakaderivativni rad: Malyszkz. Izvor: Wikimedia Commons.

U raznim primjenama

Natrijev silikat također ima različite svrhe. Neki su spomenuti u nastavku.

-U svakodnevnim sredstvima za njegu, na primjer, ona je komponenta kreme za brijanje.

-U tretmanu vode.

-U izbjeljivanju tekstila poput vune.

-U izbjeljivanju papirne kaše. Na primjer, za izbjeljivanje mljevenog drveta upotrebljava se smjesa koja između ostalih sastojaka sadrži vodikov peroksid i natrijev silikat. Natrijev silikat koristi se za odvajanje iona metala, koji ubrzavaju razgradnju peroksida.

-Za proizvodnju vatrootpornih tkanina. Kao vatrootporno sredstvo i kao premaz za zaštitnu opremu.

-U pigmentima silike.

-Za otkrivanje kukuruznih zrna zaraženih insektima. Upotrebljava se mješavina natrijevog silikata i vode u kojoj napadnuta zrna brzo isplivaju na površinu.

-U elektrodepoziciji cinka.

- Za čišćenje metala.

-U flotaciji minerala koristi se kao sredstvo za raspršivanje mulja i mulja i kao sredstvo za poboljšanje površine minerala.

-Za impregniranje drva.

rizici

Natrijev silikat, zbog visokog sadržaja alkalija, snažno djeluje nadražujuće na kožu, oči i sluznicu. U slučaju gutanja, toksično može nadražiti sluznicu na sličan način kao i kaustične otopine sode.

Mora se čuvati odvojeno od jakih kiselina, metala i halogena kao što je fluor, s kojima burno reagira.

Reference

1. Ebnesajjad, S. (2015). Karakteristike ljepljivih materijala. Topivi silikati (kalijev i natrijev silikat). U Priručniku za ljepila i pripremu površina. Oporavljeno od sciencedirect.com.
2. Fink, JK (2012). Aditivi za gubitak tekućine. Natrijev metasilikat. U vodiču za naftne kemikalije i tekućine (drugo izdanje). Oporavljeno od sciencedirect.com.
3. Američka nacionalna medicinska knjižnica. (2019). Natrijev silikat. Nacionalni centar za biotehnološke informacije. Oporavak od pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
4. Kirk-Othmer poznate. (1984). Enciklopedija kemijske tehnologije, 3. izd., John Wiley i sinovi.
5. Maeda, K. i sur. (2007). Zeoliti od MF poroznih materijala - 40 ^th Anniversary International Zeolit konferencije. U studijama površinskih znanosti i katalize. Oporavljeno od sciencedirect.com.
6. Chopade, SP i Nagarajan, K. (2000). Formulacije deterdženta: ionska razmjena. U Enciklopediji znanosti o razdvajanju. Oporavljeno od sciencedirect.com.
7. Garcia-Lodeiro, I. i sur. (2015). Ključni uvidi u mješavinu dizajna veziva na bazi cementa na bazi alkala. Učinak silikata: stupanj polimerizacije topljivih silikata. U Priručniku cementi koji se aktiviraju alkalom, malteri i beton. Oporavljeno od sciencedirect.com.