НАТРИЕВ СИЛИКАТ (NA2SIO3): СТРУКТУРА, СВОЙСТВА, ПРИЛОЖЕНИЯ, РИСКОВЕ - ХИМИЯ - 2024

На натриев силикат е неорганично съединение, състояща се от две натриеви йони Na ⁺ и силикат анион SiO ₃ ^{2 -}. Тя също е споменатата молекула се състои от силициев диоксид SiO ₂ и натриев оксид Na ₂ О. му химична формула може да бъде изразена като Na ₂ SiO ₃ или Na и ₂ О . SiO ₂.

Въпреки това, съставът на натриев силикат може да варира в зависимост от SiO ₂ / Na ₂ съотношение от теглото О или в молове. Нарича се още разтворим силикат или водно стъкло. Може да се получи под формата на прах, големи кристални подобни парчета или под формата на разтвори.

Твърд натриев силикат Na ₂ SiO ₃. Онджей Мангл. Източник: Wikimedia Commons.

Натриевият силикат се използва широко в почистващи препарати и сапуни, тъй като омекотява водата, което прави почистването по-ефективно. Той също е част от продукти като крем за бръснене.

Това е суровинен материал за получаване SiO ₂ силициев катализатори. Разтворите му се използват като лепило в много приложения, вариращи от лепилна хартия и картон, до стъкло, порцелан, огнеупорни форми, цимент и абразивни дискове.

Тъй като е напълно негорим материал, той се използва за изработка на огнеупорни тъкани, тъй като е огнеупорно и като покритие за предпазни средства.

структура

Опростена структура на полимерите в разтвори на натриев силикат. Benjah-bmm27. Източник: Wikimedia Commons.

Общата формула на натриевите силикати е xSiO ₂ / Na ₂ O където х е моларна или тегловното съотношение.

Моларно съотношение средства брой молове от SiO ₂, разделени на броя на моловете на Na ₂ съотношение О. Тегло означава тегло на SiO ₂, разделено на теглото на Na ₂ O.

Добавянето на повече алкали (Na ₂ O) променя съотношението молар или тегло.

А натриев силикат разтвор с ниско моларно съотношение, например 1/1 (1 мол SiO ₂ и 1 мол Na ₂ O) съдържа главно силициев ₄ ^{4 -} мономери и S ₂ O ₅ ^{2 -} димери в допълнение към йони Na ⁺.

Разтвор с високо моларно съотношение като 3.3 / 1 (3.3 мола SiO ₂ за всеки мол Na ₂ O) има висок дял на полимерни видове или полимери на силиций и кислород.

номенклатура

-Натриев силикат

-Натриев метасиликат

-Разтворимо стъкло

-Стъкло вода (от английска водна чаша)

-Разтворим силикат

Имоти

Физическо състояние

-Твърди в големи парчета, подобни на синьо-зелени кристали

-Безцветен до бял прах

-Безцветни водни разтвори.

Молекулно тегло

От формула Na ₂ SiO ₃: 122,063 грама / мол.

Точка на топене

Na ₂ SiO ₃: 1089 ° С

плътност

Това зависи от SiO ₂ / Na ₂ O съотношение.

разтворимост

Когато е под формата на големи парчета зеленикаво стъкло, той е разтворим във вода, ако се нагрява и под високо налягане. Прахът е малко по-разтворими, но и в двата случая неговата разтворимост зависи от количеството на натрий или натриев ₂ О съдържа.

Колкото по-високо съдържание на натрий (под формата на натриев ₂ О) толкова по-бързо се разтваря.

рН

Водните му разтвори са силно алкални.

Химични свойства

Той се получава от търговската в SiO ₂ / Na ₂ O съотношения с тегло в границите от 1.5 до 3.3. Както SiO ₂ увеличения в намаляването на съотношението, разтворимост във вода и алкалност.

Разтварянето на твърд силикат във вода може да образува желатинови или силно вискозни смеси.

Натриевият силикатен прах може да бъде деликатен, т. Е. Ако има голямо количество Na ₂ O, той е склонен лесно да абсорбира вода от околната среда.

Ако pH на разтворите им се понижи чрез добавяне на киселина, се образува гел.

Други свойства

Не е запалим.

Получаване

За да се получи натриеви силикати, силициев пясък SiO ₂ се стапя с безводен натриев карбонат Na ₂ СО ₃ в отворена пещ. Моларното съотношение пясък и натриев карбонат може да варира в търговската мрежа от 0,5 до 3,75.

Депозити от силициев пясък в район на Индия. ರವಿಮುಂ. Източник: Wikimedia Commons.

Приложения

В сапуни и перилни препарати

Натриевите силикати са сред първите съединения, които се използват в съставите на детергентите.

Детергентите обикновено съдържат натриев силикат в състава си. Автор: Карунасангви. Източник: Pixabay

Натриев силикатен секвестър калциеви йони Са ²⁺ и магнезий Mg ²⁺, елиминирайки така наречената твърдост от водата, тоест омекотяването й. По този начин се образуват неразтворими утайки, така че той се използва в малки количества.

Действието на натриевия силикат позволява на почистващия препарат да функционира без споменатите йони да влияят върху процеса на почистване.

В катализатори и силикагели

Силикагелите обикновено се приготвят чрез подкисляване на разтвор на натриев силикат до рН по-малко от 10 или 11. Времето, необходимо за гелиране, варира.

Силициев гел. За приготвянето му е необходим натриев силикат. Изсушители. Източник: Wikimedia Commons.

Силициев диоксид може да се приготви чрез смесване на натриев силикат със силна минерална киселина. Натриевият силикат се използва при производството на основи за катализатори, тъй като е източник на силициев диоксид SiO ₂.

Като лепило или лепило

Концентрираните водни разтвори на натриев силикат се използват като лепила и уплътнители. Те могат да издържат на температури до 1100 ° C.

Основните приложения на натриевите силикатни лепила са в лепяща хартия, гофриран или гофриран картон, кутии и картонени опаковки. Също така за залепване или агломериране на дърво или за залепване на метал към различни видове материали.

Гофрираната или велпапето се произвежда с помощта на натриево силикатно лепило. Автор: Stux. Източник: Pixabay

Използва се за залепване на стъкло, порцелан, керамика, текстил, кожа и др. За свързване на фибростъкло, оптично стъкло и стъклени контейнери.

Той позволява приготвянето на огнеупорни цименти за изграждане на резервоари, казани, пещи и форми за леене на метали, както и за направяне на водоустойчиви или киселинно-устойчиви разтвори или цименти.

Натриевите силикати могат да реагират със силициеви флуориди за получаване на устойчиви на киселина цименти с ниска склонност към свиване и термично разширение, подобно на стоманата.

Те се използват и за изработка на цименти за абразивни дискове, използвани за полиране.

В течно-сондажни сондажни сондажи

Натриевият силикат се използва от много години като химическа фугираща смес при пробиване на някои видове образувания с много висока пропускливост, като тези, състоящи се от пясък.

Високата пропускливост означава, че пропуска течности лесно.

Той се добавя заедно със съединение, което активира силиката за образуване на полимер. Този полимер осигурява здравина, твърдост и намалява пропускливостта на гранулирани почви.

Тъй като почвата е по-малко пропусклива, течността не преминава през нея свободно и по този начин се избягва загубата на течност по време на фазата на сондажа на кладенеца.

Пробиване на нефтени кладенци Oil_Rig_NT8.jpg: * производна работа: Mudgineer (беседа) Oil_Rig_NT.PNG: Tosakaderivative work: Malyszkz. Източник: Wikimedia Commons.

В различни приложения

Натриевият силикат също има различни приложения. Някои от тях са споменати по-долу.

-В ежедневните продукти за грижа, например, той е компонент на кремовете за бръснене.

-При обработка на вода.

-В избелването на текстил като вълна.

-В избелването на хартиена каша. Например за избелване на смляна дървесина се използва смес, съдържаща водороден пероксид и натриев силикат сред другите съставки. Натриевият силикат се използва за секвениране на метални йони, които имат тенденция да ускоряват разграждането на пероксида.

-За производството на огнеупорни тъкани. Като противопожарно средство и като покритие за предпазни средства.

-В пигменти на силициев диоксид.

-За откриване на царевични ядки, заразени от насекоми. Използва се смес от натриев силикат и вода, при която заразените зърна бързо изплуват на повърхността.

-В електроосаждането на цинк.

-За чисти метали.

-При флотацията на минерали се използва като диспергатор за утайки и утайки и като балсам за минералната повърхност.

-За да импрегнирате дърво.

Рискове

Натриевият силикат, поради високото си съдържание на алкали, е силно дразнител за кожата, очите и лигавиците. При поглъщане това може да бъде токсично и да дразни лигавиците по подобен начин на разтворите на сода каустик.

Трябва да се съхранява отделно от силни киселини, метали и халогени като флуор, с които реагира бурно.

Препратки

1. Ebnesajjad, S. (2015). Характеристики на лепилните материали. Разтворими силикати (калиев и натриев силикат). В Наръчник за лепила и подготовка на повърхността. Възстановени от sciencedirect.com.
2. Fink, JK (2012). Добавки за загуба на течности Натриев метасиликат. В ръководството на петролния инженер за нефтени находища и химикали (второ издание). Възстановени от sciencedirect.com.
3. Национална медицинска библиотека на САЩ. (2019). Натриев силикат. Национален център за информация за биотехнологиите. Възстановени от pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
4. Кърк-Отмър. (1984). Енциклопедия на химичните технологии, 3-то издание, Джон Уайли и синове.
5. Maeda, K. et al. (2007 г.). Зеолити от MOF до порести материали - 40 ^- годишнината от Международната конференция по зеолит. В изследвания по повърхностни науки и катализа. Възстановени от sciencedirect.com.
6. Chopade, SP и Nagarajan, K. (2000). Форми за детергенти: йонен обмен. В Енциклопедия на разделителната наука. Възстановени от sciencedirect.com.
7. Гарсия-Лодейро, I. и др. (2015). Решаваща информация за микс дизайна на алкално активирани свързващи вещества на циментова основа. Ефект на силикатите: степен на разтворима силикатна полимеризация. В Наръчник за алкално активирани цименти, хоросани и бетони. Възстановени от sciencedirect.com.