KREMIČITAN SODNÝ (NA2SIO3): ŠTRUKTÚRA, VLASTNOSTI, POUŽITIE, RIZIKÁ - CHÉMIA - 2026

Kremičitanu sodného je anorganická zlúčenina sa skladá z dvoch sodíkových iónov Na ⁺ a kremičitanu anión SiO ₃ ^{2 -} . To je tiež molekula pozostáva z oxidu kremičitého SiO ₂ a oxid sodný Na ₂ O. Jeho chemický vzorec môže byť vyjadrený ako Na ₂ SiO _3, alebo na, i ₂ O . SiO ₂ .

Avšak, zloženie kremičitanu sodného sa môže meniť v závislosti na SiO ₂ / Na ₂ pomere O hmotnosti alebo v mol. Nazýva sa tiež rozpustný kremičitan alebo vodné sklo. Môže sa získať vo forme prášku, veľkých kúskov kryštálov alebo vo forme roztokov.

Pevné kremičitanu sodného Na ₂ SiO ₃ . Ondřej Mangl. Zdroj: Wikimedia Commons.

Kremičitan sodný sa vo veľkej miere používa v detergentoch a mydlách, pretože zmäkčuje vodu, čím je čistenie účinnejšie. Je tiež súčasťou výrobkov, ako je krém na holenie.

To je surovinou na prípravu SiO ₂ oxidu kremičitého katalyzátory . Jeho riešenia sa používajú ako lepidlo v mnohých aplikáciách, od lepiaceho papiera a lepenky, po sklo, porcelán, žiaruvzdorné formy, cementové a brúsne kotúče.

Pretože sa jedná o úplne nehorľavý materiál, používa sa na výrobu ohňovzdorných textílií, pretože spomaľuje horenie a ako náter na ochranné zariadenia.

štruktúra

Zjednodušená štruktúra polymérov v roztokoch kremičitanu sodného. Benjah-bmm27. Zdroj: Wikimedia Commons.

Všeobecný vzorec pre kremičitany sodíka je xSiO ₂ / Na ₂ O, kde x molárny alebo hmotnostný pomer.

Molárny pomer znamená počet molí SiO _2, delený počtom molí Na ₂ pomere O. hmotnosť znamená hmotnosť SiO ₂ delená hmotnostné Na ₂ O.

Pridanie viac zásaditého (Na ₂ O) mení molárny alebo hmotnostný pomer.

Roztok kremičitanu sodného s molárnom pomerom nízke, napríklad 1/1 (1 mol SiO ₂ a 1 mol Na ₂ O) obsahuje hlavne SiO ₄ ^{4 -} monomérov, a S ₂ O ₅ ^{2 -} dimérov v vedľa iónov Na ⁺ .

Riešenie s vysokým molárnom pomerom, ako je 3,3 / 1 (3,3 mol SiO ₂ na mol Na ₂ O) má vysoký podiel polymérnych látok alebo polymérov kremíka a kyslíka.

názvoslovie

- kremičitan sodný

- metakremičitan sodný

- Rozpustné sklo

-Sklo vody (z anglického vodného skla)

- Rozpustný kremičitan

vlastnosti

Fyzický stav

-Solné vo veľkých kusoch podobné modro-zeleným kryštálom

- Bezfarebný až biely prášok

- Bezfarebné vodné roztoky.

Molekulová hmotnosť

Z všeobecného vzorca Na ₂ SiO ₃ : 122,063 g / mol.

Bod topenia

Na ₂ SiO ₃ : 1089 ° C,

Hustota

Záleží na SiO ₂ / Na ₂ O pomere .

rozpustnosť

Ak je vo forme veľkých kúskov zelenkavého skla, je rozpustný vo vode, ak je zahrievaný a pod vysokým tlakom. Prášok je mierne rozpustný, ale v oboch prípadoch jeho rozpustnosť je závislá na množstvo sodíka alebo Na ₂ O, ktoré obsahuje.

Čím vyšší je obsah sodíka (vo forme Na ₂ O), tým rýchlejšie sa rozpúšťa.

pH

Jeho vodné roztoky sú silne zásadité.

Chemické vlastnosti

To je komerčne pripraví SiO ₂ / Na ₂ O pomery hmotnosti pohybujúce sa v rozmedzí od 1,5 do 3,3. Ako SiO ₂ sa zvyšuje v poklese pomere, rozpustnosti vo vode a alkality.

Rozpúšťanie pevného kremičitanu vo vode môže vytvárať želatínové alebo vysoko viskózne zmesi.

Kremičitan sodný prášok môže byť nerozkladá, to znamená, že v prípade, že má vysoký obsah Na ₂ O, má tendenciu ľahko absorbovať vodu z okolitého prostredia.

Ak sa pH ich roztokov zníži pridaním kyseliny, vytvorí sa gél.

Ďalšie vlastnosti

Nie je horľavý.

získanie

Pre získanie kremičitany sodné, kremičitý piesok SiO ₂ sa taví s bezvodým uhličitanom sodným Na ₂ CO ₃ v otvorenej peci. Molárny pomer piesku k uhličitanu sodnému sa môže meniť od 0,5 do 3,75.

Ložiská kremičitého piesku v oblasti Indie. ರವಿಮುಂ. Zdroj: Wikimedia Commons.

aplikácia

V mydlách a pracích prostriedkoch

Kremičitany sodné patria medzi prvé zlúčeniny, ktoré sa používajú v detergenčných formuláciách.

Detergenty všeobecne obsahujú vo svojom zložení kremičitan sodný. Autor: Karunasanghvi. Zdroj: Pixabay.

Kremičitan sodný oddeľuje ióny vápnika Ca ²⁺ a horčíka Mg ²⁺ , čím eliminuje tzv. Tvrdosť vody, to znamená jeho zmäkčenie. Týmto spôsobom sa tvoria nerozpustné zrazeniny, takže sa používajú v malom množstve.

Pôsobenie kremičitanu sodného umožňuje detergentu pracovať bez toho, aby uvedené ióny ovplyvnili proces čistenia.

V katalyzátoroch a silikagéloch

Silikagély sa bežne pripravujú okyslením roztoku kremičitanu sodného na pH nižšie ako 10 alebo 11. Čas potrebný na gélovanie sa mení.

Silikagél. Na jeho prípravu je potrebný kremičitan sodný. Pohlcovače vlhkosti. Zdroj: Wikimedia Commons.

Oxid kremičitý sa môže pripraviť zmiešaním kremičitanu sodného so silnou minerálnou kyselinou. Kremičitan sodný sa používa pri výrobe katalyzátorov pre bázou, pretože ide o zdroj oxidu kremičitého SiO ₂ .

Ako lepidlo alebo lepidlo

Koncentrované vodné roztoky kremičitanu sodného sa používajú ako lepidlá a tmely. Odolávajú teplotám až 1100 ° C.

Hlavnými aplikáciami kremičitanových lepidiel sú lepiace papiere, vlnitá alebo vlnitá lepenka, škatule a kartóny. Tiež na lepenie alebo aglomerovanie dreva alebo na priľnutie kovu k rôznym druhom materiálov.

Vlnitá alebo vlnitá doska sa vyrába pomocou kremičitanového lepidla sodného. Autor: Stux. Zdroj: Pixabay.

Používa sa na lepenie skla, porcelánu, keramiky, textilu, kože atď. Na lepenie sklenených vlákien, optických a nárazuvzdorných sklenených obalov.

Umožňuje prípravu žiaruvzdorných cementov na výrobu nádrží, kotlov, pecí a foriem na odlievanie kovov, ako aj na výrobu vodotesných alebo kyselinovzdorných mált alebo cementov.

Kremičitany sodné môžu reagovať s fluoridmi kremíka za vzniku cementov odolných voči kyselinám s nízkou tendenciou k zmršťovaniu a tepelnej rozťažnosti podobnej ako pri oceli.

Používajú sa tiež na výrobu cementov pre brúsne kotúče, ktoré sa používajú na leštenie.

V vrtných kvapalinách na ropné vrty

Kremičitan sodný sa už mnoho rokov používa ako chemická zálievka pri vŕtaní určitých typov útvarov s veľmi vysokou priepustnosťou, ako sú piesky.

Vysoká priepustnosť znamená, že ľahko prepúšťa tekutiny.

Pridá sa spolu so zlúčeninou, ktorá aktivuje kremičitan za vzniku polyméru. Tento polymér poskytuje pevnosť, tuhosť a znižuje priepustnosť v granulovanej pôde.

Pretože pôda je menej priepustná, tekutina ňou neprechádza voľne, a tak sa počas vŕtavacej fázy studne zabráni strate kvapaliny.

Vŕtanie ropných vrtov. Oil_Rig_NT8.jpg: * odvodená práca: Mudgineer (talk) Oil_Rig_NT.PNG: Tosakaderivative: Malyszkz. Zdroj: Wikimedia Commons.

V rôznych aplikáciách

Kremičitan sodný má tiež rôzne použitia. Niektoré z nich sú uvedené nižšie.

- Napríklad vo výrobkoch pre dennú starostlivosť je to súčasť krémov na holenie.

- Pri úprave vody.

- pri bielení textílií, napríklad vlny.

- Pri bielení papieroviny. Napríklad na bielenie mletého dreva sa okrem iných zložiek používa zmes obsahujúca peroxid vodíka a kremičitan sodný. Kremičitan sodný sa používa na oddeľovanie kovových iónov, ktoré majú sklon urýchľovať rozklad peroxidu.

- Na výrobu ohňovzdorných textílií. Ako retardér horenia a ako náter ochranných prostriedkov.

- V kremíkových pigmentoch.

-Zistiť kukuričné ​​jadrá napadnuté hmyzom. Používa sa zmes kremičitanu sodného a vody, v ktorej zamorené zrná rýchlo plávajú na povrch.

- pri elektrolytickom vylučovaní zinku.

- Na čistenie kovov.

- Vo flotácii minerálov sa používa ako dispergačné činidlo pre kaly a bahno a ako kondicionér pre povrch minerálov.

- Na impregnáciu dreva.

riziká

Kremičitan sodný je vďaka svojmu vysokému obsahu alkálií silne dráždivý pre pokožku, oči a sliznice. Pri požití môže byť toxický a dráždiť sliznice podobne ako lúh sodný.

Musí sa skladovať oddelene od silných kyselín, kovov a halogénov, ako je fluór, s ktorými prudko reaguje.

Referencie

1. Ebnesajjad, S. (2015). Vlastnosti priľnavých materiálov. Rozpustné kremičitany (kremičitan draselný a sodný). V Príručke lepidiel a povrchových úprav. Obnovené zo stránky sciusalirect.com.
2. Fink, JK (2012). Prísady na stratu tekutín. Metakremičitan sodný. V Príručke ropného inžiniera o chemikáliách a tekutinách z ropného poľa (druhé vydanie). Obnovené zo stránky sciusalirect.com.
3. Americká národná lekárska knižnica. (2019). Kremičitan sodný. Národné centrum pre biotechnologické informácie. Získané z pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
4. Kirk-Othmer. (1984). Encyclopedia of Chemical Technology, 3. vydanie, John Wiley and Sons.
5. Maeda, K. a kol. (2007). Zeolity z MF do poréznych materiálov - 40- ^teho výročia Medzinárodná konferencia zeolitu. V štúdiách z povrchovej vedy a katalýzy. Obnovené zo stránky sciusalirect.com.
6. Chopade, SP a Nagarajan, K. (2000). Formulácie detergentov: iónová výmena. V encyklopédii separačnej vedy. Obnovené zo stránky sciusalirect.com.
7. Garcia-Lodeiro, I. a kol. (2015). Zásadné informácie o konštrukcii spojív na báze alkalicky aktivovaných spojív na báze cementu. Účinok silikátov: stupeň rozpustnej silikátovej polymerizácie. V Príručke cementov, mált a betónov aktivovaných alkáliami. Obnovené zo stránky sciusalirect.com.