NATRIO SILIKATAS (NA2SIO3): STRUKTŪRA, SAVYBĖS, PANAUDOJIMAS, RIZIKA - CHEMIJA - 2025

Natrio silikatas yra neorganinis junginys, susidedantis iš dviejų natrio jonų Na ⁺ ir silikato anijonu SiO ₃ ^{2 -} . Ji taip pat minėta molekulė susideda iš silicio dioksido SiO ₂ ir natrio oksido Na ₂ O. Jos cheminė formulė gali būti išreikštas kaip Na ₂ SiO ₃ arba Na taip pat ₂ O . SiO ₂ .

Tačiau natrio silikato sudėtis gali skirtis priklausomai nuo SiO ₂ / Na ₂ O santykio pagal svorį arba moliais. Jis taip pat vadinamas tirpiu silikatu arba vandens stiklu. Jis gali būti gaunamas miltelių, didelių kristalų pavidalo gabalėlių arba tirpalų pavidalu.

Kietas natrio silikatas Na ₂ SiO ₃ . Ondřej Mangl. Šaltinis: „Wikimedia Commons“.

Natrio silikatas plačiai naudojamas plovikliuose ir muiluose, nes jie minkština vandenį, todėl valymas tampa efektyvesnis. Tai taip pat dalis produktų, tokių kaip skutimosi kremas.

Tai žaliava SiO ₂ silicio katalizatoriams paruošti . Jų tirpalai naudojami kaip klijai daugeliu atvejų, pradedant nuo lipnaus popieriaus ir kartono, baigiant stiklu, porcelianu, ugniai atspariomis formomis, cementu ir abrazyviniais diskais.

Kadangi tai yra visiškai nedegi medžiaga, ji naudojama ugniai atsparioms medžiagoms gaminti, nes yra atspari ugniai, ir kaip apsauginių priemonių danga.

Struktūra

Supaprastinta polimerų struktūra natrio silikato tirpaluose. Benjah-bmm27. Šaltinis: „Wikimedia Commons“.

Bendroji natrio silikatų formulė yra xSiO ₂ / Na ₂ O, kur x yra molinis arba svorio santykis.

Molinis santykis reiškia SiO ₂ molių skaičių, padalytą iš Na ₂ O molių skaičiaus. Svorio santykis reiškia SiO ₂ svorį, padalytą iš Na ₂ O svorio.

Pridėjus daugiau šarmo (Na ₂ O), keičiamas molinis arba svorio santykis.

Natrio silikato tirpale, kurio mažas molinis santykis, pavyzdžiui, 1/1 (1 molis SiO ₂ ir 1 molis Na ₂ O) , be jonų, daugiausiai yra SiO ₄ ^{4 -} monomerų ir S ₂ O ₅ ^{2 -} dimerų. Na ⁺ .

Tirpalas, su dideliu moliniu santykiu, pavyzdžiui, 3,3 / 1 (3,3 molių SiO ₂ kiekvienam Na moliui ₂ O) turi didelę polimerinių medžiagų ar polimerų silicio ir deguonies.

Nomenklatūra

-Natrio silikatas

-Natrio meta-silikatas

-Tirpusis stiklas

- Vandens stiklas (iš angliško vandens stiklo)

-Tirpusis silikatas

Savybės

Fizinė būklė

-Kietas dideliais gabaliukais, panašus į melsvai žalius kristalus

- Bespalvis arba baltas milteliai kieti

- Bespalviai vandeniniai tirpalai.

Molekulinė masė

Iš formulė Na ₂ SiO ₃ : 122,063 g / mol.

Lydymosi temperatūra

Na ₂ SiO ₃ : 1089 ° C

Tankis

Tai priklauso nuo SiO ₂ / Na ₂ O santykio .

Tirpumas

Kai jis yra didelių žalsvo stiklo gabalėlių pavidalo, jis tirpsta vandenyje, jei yra kaitinamas ir veikiamas aukšto slėgio. Milteliai šiek tiek tirpsta, tačiau abiem atvejais jų tirpumas priklauso nuo natrio ar Na ₂ O kiekio.

Kuo didesnis natrio kiekis (Na ₂ O pavidalu ), tuo greičiau jis ištirpsta.

pH

Jo vandeniniai tirpalai yra stipriai šarminiai.

Cheminės savybės

Komerciniu būdu jis paruoštas, naudojant SiO ₂ / Na ₂ O masės santykį nuo 1,5 iki 3,3. Didėjant SiO ₂ santykiui, mažėja tirpumas vandenyje ir šarmingumas.

Tirpstantis kietas silikatas vandenyje gali sudaryti želatinius arba labai klampius mišinius.

Natrio silikato milteliai gali būti silpnėjantys, tai yra, jei juose yra didelis Na ₂ O kiekis, jie linkę lengvai absorbuoti vandenį iš aplinkos.

Jei jų tirpalų pH sumažėja pridedant rūgšties, susidaro gelis.

Kitos savybės

Tai nėra degi.

Gavimas

Gauti natrio silikatai, kvarco smėlio SiO ₂ ištirpsta su bevandenis natrio karbonato Na ₂ CO ₃ atvirą krosnį. Molinis smėlio ir natrio karbonato santykis gali skirtis nuo 0,5 iki 3,75.

Silicio smėlio sankaupos Indijos rajone. ರವಿಮುಂ. Šaltinis: „Wikimedia Commons“.

Programos

Muiluose ir plovikliuose

Natrio silikatai yra vieni iš pirmųjų junginių, naudojamų skalbimo priemonėse.

Paprastai ploviklių sudėtyje yra natrio silikato. Autorius: Karunasanghvi. Šaltinis: „Pixabay“.

Natrio silikatas išskiria kalcio Ca ²⁺ ir magnio Mg ²⁺ jonus , pašalindamas vadinamąjį vandens kietumą, tai yra jį minkštindamas. Tokiu būdu susidaro netirpios nuosėdos, todėl jos sunaudojamos nedideliais kiekiais.

Natrio silikatas leidžia plovikliui veikti be minėtų jonų, turinčių įtakos valymo procesui.

Katalizatoriuose ir silicio geluose

Silikageliai paprastai gaunami parūgštinant natrio silikato tirpalą, kurio pH yra mažesnis nei 10 arba 11. Laikas, reikalingas geliui, skiriasi.

Silikagelis. Norint jį paruošti, reikia natrio silikato. Sausikliai. Šaltinis: „Wikimedia Commons“.

Silikatą galima paruošti maišant natrio silikatą su stipria mineraline rūgštimi. Natrio silikatas naudojamas katalizatorių bazėms gaminti, nes jis yra silicio dioksido SiO ₂ šaltinis .

Kaip klijai ar klijai

Koncentruoti vandeniniai natrio silikato tirpalai naudojami kaip klijai ir hermetikai. Jie gali atlaikyti iki 1100 ° C temperatūrą.

Pagrindinės natrio silikato klijų naudojimo sritys yra lipnus popierius, gofruotas arba gofruotas kartonas, dėžutės ir kartoninės dėžutės. Taip pat medienai klijuoti ar aglomeruoti ar metalui klijuoti prie įvairių rūšių medžiagų.

Gofruota arba gofruota lenta gaminama naudojant natrio silikato klijus. Autorius: Stux. Šaltinis: „Pixabay“.

Jis naudojamas klijuoti stiklą, porcelianą, keramiką, tekstilę, odą ir kt. Stiklo pluošto, optinio stiklo ir smūgiams atsparaus stiklo konteinerių klijavimui.

Tai leidžia paruošti ugniai atsparius cementus, kad būtų galima pastatyti rezervuarus, virdulius, krosnis ir metalo liejimo formas, taip pat gaminti vandeniui atsparius ar rūgštinius skiedinius ar cementus.

Natrio silikatai gali reaguoti su silicio fluoridais, kad gautų rūgščiai atsparius cementus, turinčius mažą polinkį susitraukti, o šiluminį plėtimąsi panašų į plieno.

Jie taip pat naudojami šlifavimui naudojamų abrazyvinių diskų cementams gaminti.

Naftos gręžinių gręžimo skysčiuose

Natrio silikatas daugelį metų buvo naudojamas kaip cheminis skiedinys gręžiant tam tikrų rūšių, turinčių labai gerą pralaidumą, pavyzdžiui, iš smėlio, formacijas.

Dėl aukšto pralaidumo jis lengvai praleidžia skysčius.

Jis pridedamas kartu su junginiu, kuris suaktyvina silikatą, kad susidarytų polimeras. Šis polimeras suteikia stiprumo, tvirtumo ir sumažina granuliuoto dirvožemio pralaidumą.

Kadangi dirvožemis yra mažiau pralaidus, skystis pro jį laisvai nepraeina, todėl šulinio gręžimo metu išvengiama skysčių praradimo.

Naftos gręžinių gręžimas. „Oil_Rig_NT8.jpg“: * išvestinis darbas: purvasaugis (aptarimas) „Oil_Rig_NT.PNG“: „Tosakaderivative“ darbas: Malyszkz. Šaltinis: „Wikimedia Commons“.

Įvairiose programose

Natrio silikatas taip pat gali būti naudojamas įvairiai. Kai kurie yra paminėti žemiau.

-Dienos priežiūros priemonėse, pavyzdžiui, ji yra skutimosi kremų dalis.

-Vanduo valyti.

- Balinant tekstilės gaminius, tokius kaip vilna.

- Balinant popieriaus masę. Pavyzdžiui, maltai medienai balinti naudojamas mišinys, kuriame tarp kitų ingredientų yra vandenilio peroksidas ir natrio silikatas. Natrio silikatas naudojamas metalų jonams atskirti, kurie linkę pagreitinti peroksido skilimą.

-Daugiems ugniai atsparių audinių. Kaip antipirenas ir apsauginių priemonių danga.

- silicio dioksido pigmentuose.

- Norėdami aptikti vabzdžių užkrėstus kukurūzų branduolius. Naudojamas natrio silikato ir vandens mišinys, kurio užkrėsti grūdai greitai virsta paviršiumi.

- Elektrolitiniame cinko nusodinime.

- Norėdami valyti metalus.

- Mineralų plūduriavimo metu jis naudojamas kaip dumblo ir dumblo dispergentas ir kaip mineralinio paviršiaus kondicionierius.

- Norėdami impregnuoti medieną.

Pavojai

Natrio silikatas dėl didelio šarmų kiekio stipriai dirgina odą, akis ir gleivinę. Nurijus, jis gali būti toksiškas ir dirginti gleivinę panašiai kaip kaustinės sodos tirpalai.

Jis turi būti laikomas atskirai nuo stiprių rūgščių, metalų ir halogenų, tokių kaip fluoras, su kuriais jis smarkiai reaguoja.

Nuorodos

1. Ebnesajjad, S. (2015). Klijuojamų medžiagų charakteristikos. Tirpūs silikatai (kalio ir natrio silikatai). Klijų ir paviršiaus paruošimo vadove. Atgauta iš „sciencedirect.com“.
2. Finkas, JK (2012). Skysčių nuostolių priedai. Natrio metasilikatas. Naftos inžinerijos vadove apie naftos telkinio chemikalus ir skysčius (antrasis leidimas). Atgauta iš „sciencedirect.com“.
3. JAV nacionalinė medicinos biblioteka. (2019 m.). Natrio silikatas. Nacionalinis biotechnologijų informacijos centras. Atkurta iš pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
4. Kirkas-Othmeras. (1984). Cheminės technologijos enciklopedija, 3-asis leidimas, Johnas Wiley ir sūnūs.
5. Maeda, K. et al. (2007). Zeolitai nuo MOF iki porėtų medžiagų - 40 ^- osios tarptautinės ceolitų konferencijos metinės. Paviršiaus mokslo ir katalizės studijose. Atgauta iš „sciencedirect.com“.
6. Chopade, SP ir Nagarajan, K. (2000). Ploviklių formulės: jonų mainai. Atskyrimo mokslo enciklopedijoje. Atgauta iš „sciencedirect.com“.
7. Garcia-Lodeiro, I. ir kt. (2015). Svarbios įžvalgos apie šarminiu būdu aktyvuotų rišiklių mišinių dizainą. Silikatų poveikis: tirpaus silikato polimerizacijos laipsnis. Šarminiu būdu aktyvuotų cementų, skiedinių ir betonų vadove. Atgauta iš „sciencedirect.com“.