Struktura, właściwości, zastosowania, zagrożenia, krzemian sodu (Na2SiO3)

4091
Charles McCarthy
Struktura, właściwości, zastosowania, zagrożenia, krzemian sodu (Na2SiO3)

Plik krzemian sodu jest nieorganicznym związkiem utworzonym przez dwa jony sodu Na+ i anion krzemianowy SiO3dwa-. Mówi się również, że składa się z cząsteczki krzemionki SiOdwa i Na tlenek sodudwaO. Jego wzór chemiczny można wyrazić jako Nadwatak3 lub też NadwaLUB.takdwa.

Jednak skład krzemianu sodu może się różnić w zależności od stosunku SiOdwa/ NadwaAlbo wagowo, albo w pieprzykach. Nazywa się go również rozpuszczalnym szkłem krzemianowym lub wodnym. Można go otrzymać w postaci proszku, dużych kawałków przypominających kryształ lub w postaci roztworów.

Krzemian sodu Nadwatak3 solidny. Ondřej Mangl [domena publiczna]. Źródło: Wikimedia Commons.

Krzemian sodu jest szeroko stosowany w detergentach i mydłach, ponieważ zmiękcza wodę, dzięki czemu czyszczenie jest bardziej skuteczne. Jest również częścią produktów takich jak krem ​​do golenia.

Jest surowcem do przygotowania katalizatorów krzemionkowych SiOdwa. Jego rozwiązania znajdują zastosowanie jako klej w wielu zastosowaniach, począwszy od papieru samoprzylepnego i kartonu, po szkło, porcelanę, formy ogniotrwałe, cement i tarcze ścierne..

Ponieważ jest materiałem całkowicie niepalnym, służy do wykonywania tkanin ognioodpornych, ponieważ jest trudnopalny oraz jako powłoka na sprzęt ochronny..

Indeks artykułów

  • 1 Struktura
  • 2 Nazewnictwo
  • 3 Właściwości
    • 3.1 Stan fizyczny
    • 3.2 Masa cząsteczkowa
    • 3.3 Temperatura topnienia
    • 3.4 Gęstość
    • 3.5 Rozpuszczalność
    • 3,6 pH
    • 3.7 Właściwości chemiczne
    • 3.8 Inne właściwości
  • 4 Otrzymywanie
  • 5 zastosowań
    • 5.1 W mydłach i detergentach
    • 5.2 W katalizatorach i żelach krzemionkowych
    • 5.3 Jako klej lub klej
    • 5.4 W płuczkach wiertniczych
    • 5.5 W różnych zastosowaniach
  • 6 Ryzyka
  • 7 Referencje

Struktura

Uproszczona struktura polimerów w roztworach krzemianu sodu. Benjah-bmm27 [domena publiczna]. Źródło: Wikimedia Commons.

Ogólny wzór dla krzemianów sodu to xSiOdwa/ NadwaLub gdzie x jest stosunkiem molowym lub wagowym.

Stosunek molowy oznacza liczbę moli SiOdwa podzielone przez liczbę moli NadwaO. Stosunek wagowy oznacza wagę SiOdwa podzielone przez wagę NadwaLUB.

Dodanie większej ilości alkaliów (NadwaO) zmienia się stosunek molowy lub wagowy.

Roztwór krzemianu sodu o niskim stosunku molowym, na przykład 1/1 (1 mol SiOdwa i 1 mol NadwaO) zawiera głównie monomery SiO44- i S dimerydwaLUB5dwa- oprócz jonów Na+.

Roztwór o wysokim stosunku molowym, takim jak 3,3 / 1 (3,3 mola SiOdwa za każdy mol NadwaO) ma wysoki udział form polimerowych lub polimerów krzemu i tlenu.

Nomenklatura

-Krzemian sodu

-Metakrzemian sodu

-Szkło rozpuszczalne

-Szklanka wody (z angielskiego szklanka wody)

-Rozpuszczalny krzemian

Nieruchomości

Stan fizyczny

-Stały w dużych kawałkach, które przypominają niebieskawo-zielone kryształy

-Bezbarwne do białego pudrowe ciało stałe

-Bezbarwne roztwory wodne.

Waga molekularna

Ze wzoru Nadwatak3: 122,063 g / mol.

Temperatura topnienia

Nadwatak3: 1089 ° C

Gęstość

To zależy od stosunku SiOdwa/ NadwaLUB.

Rozpuszczalność

W postaci dużych kawałków zielonkawego kryształu jest rozpuszczalny w wodzie po podgrzaniu i pod wysokim ciśnieniem. Proszek jest nieco lepiej rozpuszczalny, ale w obu przypadkach jego rozpuszczalność zależy od ilości sodu lub NadwaAlbo że jest jego właścicielem.

Im wyższa zawartość sodu (w postaci NadwaO) szybciej się rozpuszcza.

pH

Jego wodne roztwory są silnie zasadowe.

Właściwości chemiczne

Komercyjnie przygotowany w relacjach SiOdwa/ NadwaLub wagowo w zakresie od 1,5 do 3,3. Wraz ze wzrostem SiOdwa w związku zmniejsza rozpuszczalność w wodzie i zasadowość.

Rozpuszczanie stałego krzemianu w wodzie może tworzyć galaretowate lub bardzo lepkie mieszaniny.

Proszek krzemianu sodu może rozpływać się, to znaczy, jeśli ma dużą ilość NadwaLub ma tendencję do łatwego wchłaniania wody z otoczenia.

Jeśli pH jego roztworów zostanie obniżone przez dodanie kwasu, tworzy się żel.

Inne właściwości

Nie jest łatwopalny.

Otrzymywanie

Piasek krzemionkowy SiO topi się w celu uzyskania krzemianów sodudwa z węglanem sodu NadwaWSPÓŁ3 bezwodny w otwartym piekarniku. Stosunek molowy piasku do węglanu sodu może wahać się w handlu od 0,5 do 3,75.

Złoża piasku kwarcowego na terenie Indii. ರವಿಮುಂ [CC BY-SA 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0)]. Źródło: Wikimedia Commons.

Aplikacje

W mydłach i detergentach

Krzemiany sodu są jednymi z pierwszych związków stosowanych w składach detergentów.

Detergenty na ogół zawierają w swoim składzie krzemian sodu. Autor: Karunasanghvi. Źródło: Pixabay.

Krzemian sodu wiąże jony wapnia Cadwa+ i magnezu Mgdwa+, wyeliminowanie tak zwanej twardości wody, czyli jej zmiękczenie. W ten sposób powstają nierozpuszczalne osady, dlatego stosuje się go w niewielkich ilościach.

Działanie krzemianu sodu umożliwia działanie detergentu bez wpływu wspomnianych jonów na proces czyszczenia.

W żelach krzemionkowych i katalizatorach

Żele krzemionkowe są zwykle przygotowywane przez zakwaszenie roztworu krzemianu sodu do pH poniżej 10 lub 11. Czas wymagany do żelowania jest różny..

Żel krzemionkowy. Do jego przygotowania potrzebny jest krzemian sodu. Środki osuszające [CC BY-SA 3.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)]. Źródło: Wikimedia Commons.

Krzemionkę można przygotować przez zmieszanie krzemianu sodu z mocnym kwasem mineralnym. Krzemian sodu jest stosowany do produkcji podłoży katalizatorów, ponieważ jest źródłem krzemionki SiOdwa.

Jako klej lub klej

Jako spoiwa i uszczelniacze stosuje się stężone wodne roztwory krzemianu sodu. Mogą wytrzymać temperatury do 1100 ° C.

Główne zastosowania klejów sodowo-krzemianowych to papier samoprzylepny, tektura falista lub falista, pudła i kartony. Również do klejenia lub aglomerowania drewna lub do łączenia metalu z różnymi rodzajami materiałów.

Tekturę falistą lub falistą wytwarza się przy użyciu kleju sodowo-krzemianowego. Autor: Stux. Źródło: Pixabay.

Służy do klejenia szkła, porcelany, ceramiki, tekstyliów, skóry itp. Do klejenia pojemników z włókna szklanego, szkła optycznego i szkła odpornego na uderzenia.

Umożliwia przygotowanie cementów ogniotrwałych do budowy zbiorników, kotłów, pieców i form do odlewania metali, a także do wykonywania zapraw lub cementów wodoszczelnych lub kwasoodpornych.

Krzemiany sodu mogą reagować z fluorkami krzemu, tworząc kwasoodporne cementy o niskiej tendencji do kurczenia się i rozszerzalności cieplnej, podobnie jak w przypadku stali..

Wykorzystywane są również do produkcji cementów do tarcz ściernych stosowanych do polerowania..

W płuczkach wiertniczych

Krzemian sodu jest stosowany od wielu lat jako szlam chemiczny podczas wiercenia niektórych typów formacji o bardzo wysokiej przepuszczalności, takich jak np. Piasek..

Wysoka przepuszczalność oznacza, że ​​łatwo przepuszcza płyny.

Jest dodawany razem ze związkiem, który aktywuje krzemian w celu utworzenia polimeru. Polimer ten zapewnia wytrzymałość, sztywność i zmniejsza przepuszczalność w glebach ziarnistych..

Ponieważ gleba jest mniej przepuszczalna, ciecz nie przepływa przez nią swobodnie i w ten sposób unika się utraty płynu podczas fazy wiercenia studni.

Wiercenie szybów naftowych. Oil_Rig_NT8.jpg: * praca pochodna: Mudgineer (dyskusja) Oil_Rig_NT.PNG: Tosakaderivative praca: Malyszkz [CC BY 3.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/3.0)]. Źródło: Wikimedia Commons.

W różnych zastosowaniach

Krzemian sodu ma również różnorodne zastosowania. Oto kilka.

-W produktach do codziennej pielęgnacji jest np. Składnikiem kremów do golenia.

-W uzdatnianiu wody.

-Do bielenia tekstyliów, takich jak wełna.

-W bieleniu masy papierniczej. Na przykład do wybielania mielonego drewna stosuje się mieszaninę zawierającą między innymi nadtlenek wodoru i krzemian sodu. Krzemian sodu służy do sekwestrowania jonów metali, które mają tendencję do przyspieszania rozkładu nadtlenku..

-Do produkcji tkanin ognioodpornych. Jako środek zmniejszający palność i jako powłoka do wyposażenia ochronnego.

-W pigmentach krzemionkowych.

-Aby wykryć ziarna kukurydzy zaatakowane przez owady. Używana jest mieszanina krzemianu sodu i wody, gdzie porażone ziarna szybko wypływają na powierzchnię.

-W cynkowaniu.

-Do czyszczenia metali.

-W flotacji minerałów stosowany jest jako dyspergator szlamów i mułów oraz jako kondycjoner powierzchni minerałów..

-Do impregnacji drewna.

Ryzyka

Krzemian sodu ze względu na wysoką zawartość alkaliów działa silnie drażniąco na skórę, oczy i błony śluzowe. W przypadku połknięcia może działać toksycznie i podrażniać błony śluzowe podobnie jak roztwory sody kaustycznej..

Należy go przechowywać oddzielnie od mocnych kwasów, metali i halogenów, takich jak fluor, z którymi gwałtownie reaguje.

Bibliografia

  1. Ebnesajjad, S. (2015). Charakterystyka materiałów klejących. Rozpuszczalne krzemiany (krzemian potasu i sodu). W Podręczniku klejów i przygotowania powierzchni. Odzyskany z sciencedirect.com.
  2. Fink, J.K. (2012). Dodatki do utraty płynów. Metakrzemian sodu. W Przewodniku inżyniera naftowego po chemikaliach i płynach na polach naftowych (wydanie drugie). Odzyskany z sciencedirect.com.
  3. NAS. National Library of Medicine. (2019). Krzemian sodu. Narodowe Centrum Informacji Biotechnologicznej. Odzyskany z pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
  4. Kirk-Othmer. (1984). Encyclopedia of Chemical Technology, wyd. 3, John Wiley and Sons.
  5. Maeda, K. i in. (2007). Od zeolitów do porowatych materiałów MOF - 40th Rocznica międzynarodowej konferencji zeolitowej. Na studiach z nauk o powierzchni i katalizy. Odzyskany z sciencedirect.com.
  6. Chopade, S.P. i Nagarajan, K. (2000). Formuły detergentów: wymiana jonowa. W Encyclopedia of Separation Science. Odzyskany z sciencedirect.com.
  7. .

Jeszcze bez komentarzy