- Struktur
- nomenklatur
- Ejendomme
- Fysisk tilstand
- Molekylær vægt
- Smeltepunkt
- Massefylde
- Opløselighed
- pH
- Kemiske egenskaber
- Andre egenskaber
- Indhentning
- Applikationer
- I sæber og vaskemidler
- I katalysatorer og silicageler
- Som lim eller lim
- I oliebrøndboringsvæsker
- I forskellige applikationer
- Risici
- Referencer
Den natriumsilicat er en uorganisk forbindelse, der består af to natriumioner Na + og en silikatanion SiO 3 2 -. Det siges også molekylet består af en silica SiO 2 og natrium oxide Na 2 O. Dens kemiske formel kan udtrykkes som Na 2 SiO 3 eller Na også 2 O . SiO 2.
Sammensætningen af natriumsilikat, kan imidlertid variere afhængigt af SiO 2 / Na 2 -forhold efter vægt eller i mol. Det kaldes også opløseligt silikat eller vandglas. Det kan opnås i form af et pulver, store krystallignende stykker eller i form af opløsninger.
Fast natriumsilicat Na 2 SiO 3. Ondřej Mangl. Kilde: Wikimedia Commons.
Natriumsilikat bruges i vid udstrækning i vaskemidler og sæber, da det blødgør vandet, hvilket gør rengøringen mere effektiv. Det er også en del af produkter såsom barbercreme.
Det er råmaterialet til fremstilling af SiO 2 silica-katalysatorer. Dens løsninger bruges som lim i mange anvendelser, lige fra klæbepapir og pap, til glas, porcelæn, ildfast forme, cement og slibeskiver.
Fordi det er et helt ikke-brændbart materiale, bruges det til at fremstille brandsikre stoffer, da det er brandhæmmende, og som en belægning til beskyttelsesudstyr.
Struktur
Forenklet struktur af polymerer i natriumsilicatopløsninger. Benjah-bmm27. Kilde: Wikimedia Commons.
Den generelle formel for natriumsilicater er xSiO 2 / Na 2 O hvor x er det molære eller vægtforhold.
Molforhold midler antal mol SiO 2 divideret med antal mol af Na 2 O. Vægt forholdet betyder vægt af SiO 2 divideret med vægten af Na 2 O.
Tilsætte mere alkali (Na 2 O) ændrer det molære eller vægtforhold.
En natriumsilicatopløsning med et lavt molforhold, for eksempel 1/1 (1 mol SiO 2 og 1 mol Na 2 O) indeholder hovedsagelig SiO 4 4 monomerer - og S 2 O 5 2 dimerer - i tillæg til ionerne Na +.
En opløsning med et højt molforhold såsom 3,3 / 1 (3,3 mol SiO 2 for hvert mol Na 2 O) har en høj andel af polymere arter eller polymerer af silicium og oxygen.
nomenklatur
-Sodiumsilicat
-Sodiummetasilicat
-Opløseligt glas
-Glas vand (fra engelsk vandglas)
-Opløseligt silikat
Ejendomme
Fysisk tilstand
-Solid i store stykker svarende til blågrønne krystaller
-Farveløst til hvidt pulverfast stof
-Farveløse vandige opløsninger.
Molekylær vægt
Fra formlen Na 2 SiO 3: 122,063 g / mol.
Smeltepunkt
Na 2 SiO 3: 1089 ° C
Massefylde
Det afhænger af SiO 2 / Na 2 O -forhold.
Opløselighed
Når det er i form af store stykker grønligt glas, er det opløseligt i vand, hvis det opvarmes og under højt tryk. Pulveret er lidt mere opløselig, men i begge tilfælde dets opløselighed afhænger af mængden af natrium eller Na 2 O det indeholder.
Jo højere natriumindhold (i form af Na 2 O) jo hurtigere den er opløst.
pH
Dens vandige opløsninger er stærkt alkaliske.
Kemiske egenskaber
Det er kommercielt fremstillet i SiO 2 / Na 2 O -forhold efter vægt på mellem 1,5 og 3.3. Som SiO 2 stigninger i forholdet, vandopløselighed og alkalinitet fald.
Opløs fast silicat i vand kan danne gelatinøs eller stærkt viskøs blanding.
Natriumsilicatpulveret kan være henflydende, dvs. hvis den har en høj mængde af Na 2 O, det har en tendens til nemt at absorbere vand fra omgivelserne.
Hvis pH i deres opløsninger sænkes ved tilsætning af syre, dannes en gel.
Andre egenskaber
Det er ikke brandfarligt.
Indhentning
Til opnåelse natriumsilicater, kvartssand SiO 2 smeltes med vandfrit natriumcarbonat Na 2 CO 3 i en åben ovn. Molforholdet mellem sand og natriumcarbonat kan variere kommercielt fra 0,5 til 3,75.
Silicasand aflejres i et område i Indien. ರವಿಮುಂ. Kilde: Wikimedia Commons.
Applikationer
I sæber og vaskemidler
Natriumsilikater er blandt de første forbindelser, der anvendes i detergentformuleringer.
Vaskemidler indeholder generelt natriumsilikat i deres sammensætning. Forfatter: Karunasanghvi. Kilde: Pixabay.
Natriumsilikatsekvestere kalcium Ca 2+ og magnesium Mg 2+ ioner, hvilket eliminerer det, der kaldes vandhårdhed, dvs. blødgør det. Ved at gøre dette dannes uopløselige bundfald, så det bruges i små mængder.
Virkningen af natriumsilikatet giver detergenten mulighed for at fungere uden at de nævnte ioner påvirker rengøringsprocessen.
I katalysatorer og silicageler
Silicageler fremstilles almindeligvis ved forsuring af en natriumsilicatopløsning til en pH-værdi på mindre end 10 eller 11. Den tid, der kræves til gel, varierer.
Silicagel. Natriumsilikat er nødvendigt for at fremstille det. Tørremidler. Kilde: Wikimedia Commons.
Silica kan fremstilles ved at blande natriumsilikat med en stærk mineralsyre. Natriumsilikat anvendes til fremstilling af baser til katalysatorer, eftersom det er kilden til silica SiO 2.
Som lim eller lim
Koncentrerede vandige opløsninger af natriumsilicat anvendes som klæbemidler og tætningsmidler. De kan modstå temperaturer op til 1100 ° C.
De vigtigste anvendelser af natriumsilikatlim er i klæbepapir, bølgepap eller bølgepap, kasser og kartoner. Også til limning eller agglomerering af træ eller til klæbning af metal til forskellige typer materialer.
Bølgepap eller bølgepap fremstilles ved hjælp af natriumsilikatlim. Forfatter: Stux. Kilde: Pixabay.
Det bruges til at lime glas, porcelæn, keramik, tekstiler, læder osv. Til limning af fiberglas, optisk glas og slagfast glasbeholdere.
Det gør det muligt at fremstille ildfaste cement til at bygge tanke, kedler, ovne og forme til metalstøbning samt at fremstille vandtæt eller syrefast mørtel eller cement.
Natriumsilikater kan reagere med siliciumfluorider for at producere syreresistente cement med en lav tendens til at skrumpe og en termisk ekspansion, der ligner den for stål.
De bruges også til at fremstille cement til slibeskiver, der bruges til polering.
I oliebrøndboringsvæsker
Natriumsilikat har været brugt i mange år som en kemisk fugemasse under boring af visse typer formationer med meget høj permeabilitet, såsom dem, der består af sand.
Høj permeabilitet betyder, at det let lader væsker komme igennem.
Det tilsættes sammen med en forbindelse, der aktiverer silikatet til dannelse af en polymer. Denne polymer tilvejebringer styrke, stivhed og reducerer permeabiliteten i kornformet jord.
Da jorden er mindre permeabel, passerer væsken ikke frit gennem den, og på denne måde undgås væsketab under boringsfasen af brønden.
Boring af oliebrønd. Oil_Rig_NT8.jpg: * derivatarbejde: Mudgineer (tale) Oil_Rig_NT.PNG: Tosakaderivativt arbejde: Malyszkz. Kilde: Wikimedia Commons.
I forskellige applikationer
Natriumsilikat har også en række anvendelser. Nogle er nævnt nedenfor.
-I daglige plejeprodukter er det for eksempel en del af barbercremer.
-I vandbehandling.
-Bllegning af tekstiler som uld.
-I blegning af papirmasse. For at blegge formalet træ anvendes en blanding, der indeholder brintperoxid og natriumsilicat blandt andre ingredienser. Natriumsilikat bruges til at sekvestere metalioner, der har en tendens til at fremskynde nedbrydningen af peroxid.
-For fremstilling af brandsikre stoffer. Som brandhæmmer og som belægning til beskyttelsesudstyr.
-I silicapigmenter.
-For at registrere majskerner, der er angrebet af insekter. Der anvendes en blanding af natriumsilicat og vand, hvor de inficerede korn flyder hurtigt til overfladen.
-I elektroaflejring af zink.
-Til rengøre metaller.
-I flotation af mineraler bruges det som et dispergeringsmiddel til slam og silt og som balsam til mineraloverfladen.
-For imprægnering af træ.
Risici
Natriumsilikat er på grund af sit høje alkaliindhold en stærk irriterende for hud, øjne og slimhinder. Ved indtagelse kan det være giftigt og irritere slimhinder på en lignende måde som kaustisk sodavæske.
Det skal opbevares separat fra stærke syrer, metaller og halogener såsom fluor, som det reagerer voldsomt.
Referencer
- Ebnesajjad, S. (2015). Egenskaber ved klæbematerialer. Opløselige silikater (kalium og natriumsilikat). I håndbog med klæbemidler og tilberedning af overfladen. Gendannes fra sciencedirect.com.
- Fink, JK (2012). Tilsætningsstoffer til væsketab. Natriummetasilikat. I Petroleum Engineers Guide to Oil Field Chemicals and Fluids (Second Edition). Gendannes fra sciencedirect.com.
- US National Library of Medicine. (2019). Natriumsilikat. National Center for Biotechnology Information. Gendannes fra pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
- Kirk-Othmer. (1984). Encyclopedia of Chemical Technology, 3. udg., John Wiley og Sons.
- Maeda, K. et al. (2007). Zeolitter fra MOF til porøse materialer - 40 - års jubilæum for den internationale Zeolitkonference. I studier i overfladevidenskab og katalyse. Gendannes fra sciencedirect.com.
- Chopade, SP og Nagarajan, K. (2000). Detergentformuleringer: ionbytning. I Encyclopedia of Separation Science. Gendannes fra sciencedirect.com.
- Garcia-Lodeiro, I. et al. (2015). Afgørende indsigt i mixdesignet af alkali-aktiverede cementbaserede bindemidler. Effekt af silikater: grad af opløselig silicatpolymerisation. I håndbog med alkaliaktiverede cement, mørtel og beton. Gendannes fra sciencedirect.com.