Natriumsilikat (Na2SiO3) struktur, egenskaper, användningsområden, risker

1189
Charles McCarthy
Natriumsilikat (Na2SiO3) struktur, egenskaper, användningsområden, risker

De natriumsilikat är en oorganisk förening bildad av två natrium-Na-joner+ och en silikatanjon SiO3två-. Det sägs också bestå av en molekyl kiseldioxid SiOtvå och en natriumoxid NatvåO. Dess kemiska formel kan uttryckas som NatvåJa3 eller också NatvåELLER.Jatvå.

Sammansättningen av natriumsilikatet kan emellertid variera beroende på SiO-förhållandettvå/ NatvåAntingen i vikt eller i mol. Det kallas också lösligt silikat eller vattenglas. Det kan erhållas i form av pulver, stora kristalliknande bitar eller i form av lösningar.

Natriumsilikat NatvåJa3 fast. Ondřej Mangl [Allmän domän]. Källa: Wikimedia Commons.

Natriumsilikat används ofta i tvätt- och tvålmedel eftersom det mjukar vattnet, vilket gör rengöringen mer effektiv. Det är också en del av produkter som rakkräm.

Det är råmaterialet att förbereda SiO-kiseldioxidkatalysatorertvå. Dess lösningar används som lim i många applikationer, allt från självhäftande papper och kartong, till glas, porslin, eldfast form, cement och slipskivor..

Eftersom det är ett helt icke-brännbart material används det för att göra brandsäkra tyger, eftersom det är brandhämmande, och som en beläggning för skyddsutrustning..

Artikelindex

  • 1 Struktur
  • 2 Nomenklatur
  • 3 fastigheter
    • 3.1 Fysiskt tillstånd
    • 3.2 Molekylvikt
    • 3.3 Smältpunkt
    • 3.4 Densitet
    • 3.5 Löslighet
    • 3,6 pH
    • 3.7 Kemiska egenskaper
    • 3.8 Övriga egenskaper
  • 4 Skaffa
  • 5 användningsområden
    • 5.1 I tvålar och tvättmedel
    • 5.2 I katalysatorer och kiseldioxidgeler
    • 5.3 Som lim eller lim
    • 5.4 I oljeborrvätskor
    • 5.5 I olika applikationer
  • 6 risker
  • 7 Referenser

Strukturera

Förenklad struktur av polymerer i natriumsilikatlösningar. Benjah-bmm27 [Allmän domän]. Källa: Wikimedia Commons.

Den allmänna formeln för natriumsilikater är xSiOtvå/ NatvåEller där x är molförhållandet eller viktförhållandet.

Molförhållande betyder antal mol SiOtvå dividerat med antalet mol NatvåO. Viktförhållande betyder vikt av SiOtvå dividerat med vikten av NatvåELLER.

Lägga till mer alkali (NatvåO) molförhållandet eller viktförhållandet ändras.

En natriumsilikatlösning med lågt molförhållande, till exempel 1/1 (1 mol SiOtvå och 1 mol NatvåO) innehåller huvudsakligen SiO-monomerer44- och S dimerertvåELLER5två- förutom Na-jonerna+.

En lösning med ett högt molförhållande såsom 3,3 / 1 (3,3 mol SiOtvå för varje mol NatvåO) har en hög andel av polymera ämnen eller polymerer av kisel och syre.

Nomenklatur

-Natriumsilikat

-Natriummetasilikat

-Lösligt glas

-Glas vatten (från engelska vattenglas)

-Lösligt silikat

Egenskaper

Fysiskt tillstånd

-Fast i stora bitar som liknar blågröna kristaller

-Färglös till vit pulverformig fast substans

-Färglösa vattenlösningar.

Molekylvikt

Från formeln NatvåJa3: 122,063 g / mol.

Smältpunkt

NatvåJa3: 1089 ° C

Densitet

Det beror på SiO-förhållandettvå/ NatvåELLER.

Löslighet

När det är i form av stora bitar av grön kristall är det lösligt i vatten vid upphettning och under högt tryck. Pulvret är något mer lösligt, men i båda fallen beror dess löslighet på mängden natrium eller NatvåEller att det äger.

Ju högre natriumhalten (i form av NatvåO) löser sig snabbare.

pH

De vattenhaltiga lösningarna är starkt alkaliska.

Kemiska egenskaper

Kommersiellt förberedd i SiO-relationertvå/ NatvåEller i vikt från 1,5 till 3,3. När SiO ökartvå i förhållandet minskar lösligheten i vatten och alkalinitet.

Upplösning av fast silikat i vatten kan bilda gelatinösa eller mycket viskösa blandningar.

Natriumsilikatpulver kan vara torkande, det vill säga om det har en hög mängd NatvåEller, det tenderar att lätt absorbera vatten från miljön.

Om pH-värdet i dess lösningar sänks genom tillsats av syra bildas en gel.

Andra egenskaper

Det är inte brandfarligt.

Erhållande

Kiselsand SiO smälts för att erhålla natriumsilikatertvå med natriumkarbonat NatvåCO3 vattenfri i en öppen ugn. Molförhållandet sand till natriumkarbonat kan variera kommersiellt från 0,5 till 3,75.

Kiselsandavlagringar i ett område i Indien. ರವಿಮುಂ [CC BY-SA 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0)]. Källa: Wikimedia Commons.

Applikationer

I tvålar och tvättmedel

Natriumsilikater är bland de första föreningarna som användes i tvättmedelsberedningar.

Detergenter innehåller vanligtvis natriumsilikat i sin sammansättning. Författare: Karunasanghvi. Källa: Pixabay.

Natriumsilikatbindare kalcium Ca-jonertvå+ och magnesium Mgtvå+, eliminera vad som kallas vattnets hårdhet, det vill säga mjuka upp det. Genom att göra detta bildas olösliga fällningar, så de används i små mängder.

Verkan av natriumsilikatet gör att tvättmedlet fungerar utan att de nämnda jonerna påverkar rengöringsprocessen.

I kiseldioxidgeler och katalysatorer

Kiseldioxidgeler framställs vanligen genom att sura en natriumsilikatlösning till ett pH mindre än 10 eller 11. Den tid som krävs för att gela varierar..

Silikagel. För att förbereda det krävs natriumsilikat. Torkmedel [CC BY-SA 3.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)]. Källa: Wikimedia Commons.

Kiseldioxid kan framställas genom att blanda natriumsilikat med en stark mineralsyra. Natriumsilikat används vid tillverkning av baser för katalysatorer, eftersom det är källan till kiseldioxid SiOtvå.

Som lim eller lim

Koncentrerade vattenhaltiga natriumsilikatlösningar används som lim och tätningsmedel. De tål temperaturer upp till 1100 ° C.

De viktigaste tillämpningarna av natriumsilikatlim är i självhäftande papper, wellpapp eller wellpapp, lådor och kartonger. Även för limning eller agglomerering av trä eller för vidhäftning av metall till olika typer av material.

Korrugerad eller wellpapp tillverkas med natriumsilikatlim. Författare: Stux. Källa: Pixabay.

Den används för att limma glas, porslin, keramik, textilier, läder etc. För limning av glasfiber-, optiska glas- och slagfasta glasbehållare.

Det gör det möjligt att förbereda eldfasta cement för att bygga tankar, vattenkokare, ugnar och formar för gjutning av metall, samt att göra vattentäta eller syrafasta murbruk eller cement.

Natriumsilikater kan reagera med kiselfluorider för att producera syrabeständiga cement med låg tendens att krympa och värmeutvidgning liknande den för stål..

De används också för att göra cement för slipskivor som används för polering..

I borrvätskor för oljebrunnar

Natriumsilikat har använts under många år som en kemisk uppslamning under borrning av vissa typer av formationer med mycket hög permeabilitet, såsom de som utgörs av sand..

Hög permeabilitet innebär att det lätt släpper igenom vätskor.

Det tillsätts tillsammans med en förening som aktiverar silikatet för att bilda en polymer. Denna polymer ger styrka, styvhet och minskar permeabiliteten i granulära jordar..

Eftersom jorden är mindre permeabel passerar inte vätskan fritt genom den och på detta sätt undviks förlust av vätska under borrningsfasen i brunnen.

Oljeborrning. Oil_Rig_NT8.jpg: * derivatarbete: Mudgineer (diskussion) Oil_Rig_NT.PNG: Tosakaderivativt arbete: Malyszkz [CC BY 3.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/3.0)]. Källa: Wikimedia Commons.

I olika applikationer

Natriumsilikat har också en mängd olika användningsområden. Här är några.

-I dagligvårdsprodukter är det till exempel en del av rakkrämerna.

-Vid vattenbehandling.

-Vid blekning av textilier som ull.

-Vid blekning av pappersmassa. Till exempel, för att bleka slipat trä används en blandning innehållande väteperoxid och natriumsilikat bland andra ingredienser. Natriumsilikat används för att binda metalljoner som tenderar att påskynda nedbrytningen av peroxid..

-För tillverkning av brandsäkra tyger. Som brandskyddsmedel och som beläggning för skyddsutrustning.

-I kiseldioxidpigment.

-För att upptäcka majskärnor angripna av insekter. En blandning av natriumsilikat och vatten används där de angripna kornen flyter snabbt till ytan.

-I förzinkning.

-För att rengöra metaller.

-Vid mineralflotation används det som ett dispergeringsmedel för slam och silt och som ett balsam för mineralen..

-Att impregnera trä.

Risker

Natriumsilikat är på grund av sitt höga alkaliinnehåll starkt irriterande för hud, ögon och slemhinnor. Vid förtäring kan det vara giftigt och irritera slemhinnor på liknande sätt som kaustisk soda..

Det måste förvaras separat från starka syror, metaller och halogener som fluor, med vilka det reagerar våldsamt.

Referenser

  1. Ebnesajjad, S. (2015). Egenskaper för självhäftande material. Lösliga silikater (kalium och natriumsilikat). I handboken om lim och ytbehandling. Återställd från sciencedirect.com.
  2. Fink, J.K. (2012). Tillsatser med vätskeförlust. Natriummetasilikat. I Petroleum Engineer's Guide to Oil Field Chemicals and Fluids (andra upplagan). Återställd från sciencedirect.com.
  3. USA National Library of Medicine. (2019). Natriumsilikat. Nationellt centrum för bioteknikinformation. Återställd från pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
  4. Kirk-Othmer. (1984). Encyclopedia of Chemical Technology, 3: e upplagan, John Wiley and Sons.
  5. Maeda, K. et al. (2007). Från zeolit ​​till porösa MOF-material - 40th Årsdag för den internationella zeolitkonferensen. I studier inom ytvetenskap och katalys. Återställd från sciencedirect.com.
  6. Chopade, S.P. och Nagarajan, K. (2000). Tvättmedelsformuleringar: jonbyte. I Encyclopedia of Separation Science. Återställd från sciencedirect.com.
  7. .

Ingen har kommenterat den här artikeln än.