Natriumsilikat (Na2SiO3) struktur, egenskaber, anvendelser, risici

1959
David Holt
Natriumsilikat (Na2SiO3) struktur, egenskaber, anvendelser, risici

Det natriumsilicat er en uorganisk forbindelse dannet af to natrium-Na-ioner+ og en silikatanion SiO3to-. Det siges også at være sammensat af et molekyle silica SiOto og et natriumoxid NatoO. Dens kemiske formel kan udtrykkes som NatoJa3 eller også NatoELLER.Jato.

Imidlertid kan sammensætningen af ​​natriumsilicatet variere afhængigt af SiO-forholdetto/ NatoEnten efter vægt eller i mol. Det kaldes også opløseligt silikat eller vandglas. Det kan opnås i form af pulver, store krystallignende stykker eller i form af opløsninger.

Natriumsilikat NatoJa3 solid. Ondřej Mangl [Public domain]. Kilde: Wikimedia Commons.

Natriumsilicat anvendes 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-silicakatalysatorerto. Dens løsninger anvendes som lim i mange applikationer, lige fra klæbende papir og pap til glas, porcelæn, ildfaste 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..

Artikelindeks

  • 1 Struktur
  • 2 Nomenklatur
  • 3 egenskaber
    • 3.1 Fysisk tilstand
    • 3.2 Molekylvægt
    • 3.3 Smeltepunkt
    • 3.4 Tæthed
    • 3.5 Opløselighed
    • 3,6 pH
    • 3.7 Kemiske egenskaber
    • 3.8 Andre egenskaber
  • 4 Opnåelse
  • 5 anvendelser
    • 5.1 I sæber og rengøringsmidler
    • 5.2 I katalysatorer og silicageler
    • 5.3 Som klæbemiddel eller lim
    • 5.4 I olieboringsborevæsker
    • 5.5 I forskellige applikationer
  • 6 risici
  • 7 Referencer

Struktur

Forenklet struktur af polymerer i natriumsilicatopløsninger. Benjah-bmm27 [Offentligt domæne]. Kilde: Wikimedia Commons.

Den generelle formel for natriumsilicater er xSiOto/ NatoEller hvor x er molforholdet eller vægtforholdet.

Molforhold betyder antal mol SiOto divideret med antallet af mol NatoO. Vægtforhold betyder vægt af SiOto divideret med vægten af ​​NatoELLER.

Tilføjelse af mere alkali (NatoO) molforholdet eller vægtforholdet ændres.

En natriumsilicatopløsning med et lavt molforhold, for eksempel 1/1 (1 mol SiOto og 1 mol NatoO) indeholder hovedsageligt SiO-monomerer44- og S dimerertoELLER5to- ud over Na-ionerne+.

En opløsning med et højt molforhold såsom 3,3 / 1 (3,3 mol SiOto for hver mol NatoO) har en høj andel af polymere arter eller polymerer af silicium og ilt.

Nomenklatur

-Natriumsilikat

-Sodium Metasilicate

-Opløseligt glas

-Glas vand (fra engelsk vand glas)

-Opløselig silikat

Ejendomme

Fysisk tilstand

-Massivt i store stykker, der ligner blågrønne krystaller

-Farveløst til hvidt pulverformigt fast stof

-Farveløse vandige opløsninger.

Molekylær vægt

Fra formlen NatoJa3: 122,063 g / mol.

Smeltepunkt

NatoJa3: 1089 ° C

Massefylde

Det afhænger af SiO-forholdetto/ NatoELLER.

Opløselighed

Når det er i form af store stykker grønlig krystal, er det opløseligt i vand, hvis det opvarmes og under højt tryk. Pulveret er lidt mere opløseligt, men i begge tilfælde afhænger dets opløselighed af mængden af ​​natrium eller NatoEller at det ejer.

Jo højere natriumindholdet (i form af NatoO) hurtigere opløses.

pH

Dens vandige opløsninger er stærkt basiske.

Kemiske egenskaber

Kommercielt forberedt i SiO-forholdto/ NatoEller efter vægt fra 1,5 til 3,3. Efterhånden som SiO øgesto i forholdet falder opløseligheden i vand og alkalinitet.

Opløsning af fast silikat i vand kan danne gelatinøse eller stærkt tyktflydende blandinger.

Natriumsilikatpulver kan være delikatesser, det vil sige, hvis det har en høj mængde NatoEller det har tendens til let at absorbere vand fra miljøet.

Hvis pH-værdien i dets opløsninger sænkes ved tilsætning af syre, dannes der en gel.

Andre egenskaber

Det er ikke brandfarligt.

Opnåelse

Silica-sand SiO smeltes for at opnå natriumsilicaterto med natriumcarbonat NatoCO3 vandfri i en åben ovn. Molforholdet mellem sand og natriumcarbonat kan variere kommercielt fra 0,5 til 3,75.

Aflejringer af kiselsand i et område i Indien. ರವಿಮುಂ [CC BY-SA 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0)]. Kilde: Wikimedia Commons.

Ansøgninger

I sæber og rengøringsmidler

Natriumsilikater er blandt de første forbindelser, der blev brugt i vaskemiddelformuleringer.

Vaskemidler indeholder normalt natriumsilicat i deres sammensætning. Forfatter: Karunasanghvi. Kilde: Pixabay.

Natriumsilicat sekvestrerer calcium Ca-ionerto+ og magnesium Mgto+, eliminering af det, der kaldes vandets hårdhed, dvs. blødgøring af det. Ved at gøre dette dannes uopløselige bundfald, så det bruges i små mængder.

Virkningen af ​​natriumsilicatet gør det muligt for vaskemidlet at fungere, uden at de nævnte ioner påvirker rengøringsprocessen.

I silicageler og katalysatorer

Silikageler fremstilles sædvanligvis ved forsuring af en natriumsilicatopløsning til en pH-værdi på mindre end 10 eller 11. Den krævede tid til gel varierer..

Silicagel. For at forberede det kræves natriumsilicat. Tørringsmidler [CC BY-SA 3.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)]. Kilde: Wikimedia Commons.

Silica kan fremstilles ved at blande natriumsilicat med en stærk mineralsyre. Natriumsilicat anvendes til fremstilling af baser til katalysatorer, da det er kilden til silica SiOto.

Som klæbemiddel eller lim

Koncentrerede vandige natriumsilicatopløsninger anvendes som klæbemidler og fugemasser. De kan modstå temperaturer på op til 1100 ° C.

De vigtigste anvendelser af natriumsilicatlim er i selvklæbende papir, 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 er fremstillet ved hjælp af natriumsilicatlim. Forfatter: Stux. Kilde: Pixabay.

Det bruges til at lime glas, porcelæn, keramik, tekstiler, læder osv. Til limning af glasfiber-, optisk glas- og slagfast glasbeholdere.

Det gør det muligt at forberede ildfaste cement til at bygge tanke, kedler, ovne og forme til metalstøbning samt at fremstille vandtætte eller syrebestandige mørtel eller cement.

Natriumsilikater kan reagere med siliciumfluorider for at producere syrebestandige cement med en lav tendens til at krympe og varmeudvidelse svarende til ståls..

De bruges også til at fremstille cement til slibeskiver, der bruges til polering..

I olieboringsborevæsker

Natriumsilicat er blevet brugt i mange år som en kemisk opslæmning under boring af visse typer formationer med meget høj permeabilitet, såsom dem, der udgøres af sand..

Høj permeabilitet betyder, at det let slipper væsker igennem.

Det tilsættes sammen med en forbindelse, der aktiverer silikatet til dannelse af en polymer. Denne polymer giver styrke, stivhed og reducerer permeabilitet i granulær jord..

Da jorden er mindre gennemtrængelig, passerer væsken ikke frit gennem den, og på denne måde undgås væsketabet under borefasen af ​​brønden.

Oliebrøndboring. Oil_Rig_NT8.jpg: * afledt arbejde: Mudgineer (diskussion) Oil_Rig_NT.PNG: Tosakaderivativt arbejde: Malyszkz [CC BY 3.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/3.0)]. Kilde: Wikimedia Commons.

I forskellige applikationer

Natriumsilicat har også en række anvendelser. Her er nogle.

-I daglige plejeprodukter er det for eksempel en komponent i barbercremer.

-I vandbehandling.

-I blegning af tekstiler såsom uld.

-I blegning af papirmasse. For eksempel til at blegne formalet træ anvendes en blanding indeholdende hydrogenperoxid og natriumsilicat blandt andre ingredienser. Natriumsilicat bruges til at sekvestre metalioner, som har tendens til at fremskynde nedbrydningen af ​​peroxid..

-Til fremstilling af brandsikre stoffer. Som brandhæmmende middel og som belægning til beskyttelsesudstyr.

-I silicapigmenter.

-At opdage majskerner inficeret af insekter. En blanding af natriumsilicat og vand anvendes, hvor de angrebne korn flyder hurtigt til overfladen.

-Forzinket.

-Til rengøring af metaller.

-I mineralflotation bruges det som et dispergeringsmiddel til slam og silt og som et balsam til overfladen af ​​mineraler..

-At imprægnere træ.

Risici

Natriumsilicat er på grund af dets høje alkaliindhold stærkt irriterende for hud, øjne og slimhinder. Ved indtagelse kan det være giftigt og irritere slimhinder på samme måde som kaustisk sodavand..

Det skal opbevares adskilt fra stærke syrer, metaller og halogener såsom fluor, som det reagerer voldsomt med.

Referencer

  1. Ebnesajjad, S. (2015). Egenskaber for klæbende materialer. Opløselige silikater (kalium og natriumsilikat). I håndbogen med klæbemidler og overfladeforberedelse. Gendannet fra sciencedirect.com.
  2. Fink, J.K. (2012). Væsketabstilsætningsstoffer. Natriummetasilikat. I Petroleum Engineer's Guide to Oil Field Chemicals and Fluids (Anden udgave). Gendannet fra sciencedirect.com.
  3. OS. National Library of Medicine. (2019). Natriumsilikat. National Center for Biotechnology Information. Gendannet fra pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
  4. Kirk-Othmer. (1984). Encyclopedia of Chemical Technology, 3. udgave, John Wiley and Sons.
  5. Maeda, K. et al. (2007). Fra zeolitter til porøse MOF-materialer - 40th Jubilæum for den internationale Zeolitkonference. I studier i overfladevidenskab og katalyse. Gendannet fra sciencedirect.com.
  6. Chopade, S.P. og Nagarajan, K. (2000). Vaskemiddelformuleringer: ionbytning. I Encyclopedia of Separation Science. Gendannet fra sciencedirect.com.
  7. .

Endnu ingen kommentarer