Natrijum silikat

From Wikipedia, the free encyclopedia

Natrijum silikat
Remove ads

Natrijum silikat je so rastvorljiva u vodi, čiji se vodeni rastvor naziva vodeno staklo. Po hemijskom sastavu je natrijum metasilikat, i pojavljuje se u sledećim oblicima: i .[3] Postoje i druge forme (npr. ortosilikat ), a njihova zajednička osobina je rastvorljivost u vodi uz formiranje staklaste emulzije. To je jonsko jedinjenje koje se sastoji od natrijumovih katjona Na+
 i polimerni metasilikatnih anjona [–SiO2−
3–]. To je bezbojna kristalna higroskopna čvrsta supstanca, rastvorljiva u vodi (daje alkalni rastvor), ali ne i u alkoholima.[4]

Укратко Nazivi, Identifikacija ...

U industriji se različite vrste natrijum silikata odlikuju težinskim odnosom (koji se množenjem sa 1,032 može pretvoriti u molarni odnos). Odnos može varirati između 1:2 i 3,75:1.[5] Materijali sa odnosom ispod 2,85:1 nazivaju se alkalnim. Oni sa većim odnosom se opisuju kao neutralni.

Remove ads

Istorija

Rastvorljive silikate alkalnih metala (natrijum ili kalijum) primetili su evropski alhemičari već tokom 1500-ih. Điambatista dela Porta je primetio 1567. godine da tartari salis (krema od tartara, kalijum hidrogen tartrat) dovodi do topljenja kristala u prahu (kvarca) na nižoj temperaturi.[6] Druge moguće rane reference na alkalne silikate dali su Basil Valentin 1520. godine,[7] i Agrikola 1550. Oko 1640. godine, Jan Baptist van Helmont je izvestio o stvaranju alkalnih silikata kao rastvorljive supstance nastale topljenjem peska sa viškom alkalija i primetio je da se silicijum dioksid može kvantitativno istaložiti dodavanjem kiseline u rastvor.[8]

Glauber je 1646. godine napravio kalijum silikat, koji je nazvao tečnom silikom, topljenjem kalijum karbonata (dobijenog kalciniranjem kreme od kamenca) i peska u loncu, i zadžavajući smešu rastopljenom dok nisu prestali da izlaze mehuri (zbog oslobađanja ugljen-dioksida). Smeša je ostavljena da se ohladi, a zatim je mlevena u fini prah. Kada je prah bio izložen vlažnom vazduhu, postepeno je formirao viskoznu tečnost, koju je Glauber nazvao „“ (i.e. ulje ili rastvor silike, peska ili kvarcnog kristala).[9][10] Međutim, kasnije se tvrdilo da supstance koje su pripremali ti alhemičari nije bila vodeno staklo, kako se danas razume.[11][12][13] Nju je 1818. godine pripremio Johan Nepomuk fon Fuhs, tretirajući alkalijom silikonsku kiselinu; rezultatirajuća materija je rastvorljiva u vodi, „ali na nju ne utiču atmosferske promene“.[14][15]

Izraze „vodeno staklo“ i „rastvorljivo staklo“ koristili su Leopold Volf 1846,[16] Emil Kop 1857,[17] i Herman Kracer 1887.[18]

Godine 1892, Rudolf fon Vagner razlikovao je sodu, potašu, dvostruku (soda i potaša) i fiksiranu (tj. stabilizovanu) smešu kao vrste vodenog stakla. Fiksirani tip bio je „mešavina silicijum dioksida dobro zasićena potašnim vodenim staklom i natrijum-silikatom“ koja se koristi za stabilizaciju neorganskih pigmenata vodene boje na cementnim radovima za spoljne znakove i freske.[19][20][21][22]

Remove ads

Priprema i osobine

Anhidratno jedinjenje se može pripremiti topljenjem silicijum dioksida SiO
2 (silike, kvarca) sa natrijum oksidom Na
2O u molarnom odnosu 1: 1.[23]

Rastvori natrijum silikata mogu se dobiti tretiranjem smeše silike (obično u vidu kvarcnog peska), kaustične sode i vode, vrućom parom u reaktoru. Ukupna reakcija je

2x + SiO
2 → (Na
2O)
x·SiO
2 + x H
2O

Natrijum silikati se obično mogu dobiti rastvaranjem silike SiO
2 (čija tačka topljenja je 1713 °) u rastopljenom natrijum karbonatu (koji se topi uz dekompoziciju na 851 °):[24]

x Na
2CO
3 + SiO
2 → (Na
2O)
x·SiO
2 + CO
2

Ovaj materijal se isto tako može dobiti iz natrijum sulfata (tačka topljenja 884 °) sa ugljenikom kao redukcinim agensom:

2x Na
2SO
4 + C + 2 SiO
2 → 2 (Na
2O)
x·SiO
2 + 2 SO
2 + CO
2

Godine 1990, 4 miliona tona alkalnih metalnih silikata je proizvedeno.[5]

Natrijum silikat se kristališe iz rastvora u vidu raznih hidrata, kao što su

  • pentahidrat Na
    2    SiO
    3    ·5H
    2    O     (CAS 10213-79-3, EC 229-912-9, PubChem 57652358)
  • nonahidrat Na
    2    SiO
    3    ·9H
    2    O     (CAS 13517-24-3, EC 229-912-9, PubChem 57654617)[25]
Remove ads

Struktura

U bezvodnoj čvrstoj supstanci, metasilikatni anjon je zapravo polimeran, i sastoji se od tetraedara {4} koji se dele u uglove, a ne od diskretnog jona 32− .[24]

Pored bezvodnog oblika, postoje hidrati sa formulom Na2SiO3·nH2O (gde je = 5, 6, 8, 9), koji sadrže diskretni, približno tetraedarski anjon sa hidratantnom vodom. Na primer, komercijalno dostupni natrijum silikat pentahidrat je formulisan kao , a nonahidrat je formulisan kao .[26] Pentahidratna i nonahidratna forma imaju svoje zasebne CAS brojeve, 10213-79-3 i 13517-24-3 respektivno.

Upotreba

Upotrebljava se u industriji kao adhezivno sredstvo, za sprečavanje korozije, u proizvodnji vatrostalnih materijala, u proizvodnji tekstila, itd.

Natrijum metasilikat reaguje sa kiselinama i formira silika gel.[27]

  • Cementi i veziva - dehidrirani natrijum metasilikat formira cement ili vezivno sredstvo.
  • Pulpa - sredstvo za dimenzionisanje i pufer/stabilizacioni agens kad se pomeša sa vodonik-peroksidom.
  • Sapuni i deterdženti - kao sredstvo za emulgovanje i formiranje suspenzija.
  • Primena u automobilskoj industriji - razgradnja starih motora (CARS program), zaptivač sistema za hlađenje, popravka izduvnih sistema.
  • Konzervans za jaja - zaptiva jaja povećavajući rok trajanja.
  • Zanatstvo - formira „stalagmite“ reakcijom i taloženjem metalnih jona. Takođe se koristi kao lepak nazvan „rastvorljivo staklo“
Remove ads

Vidi još

Reference

Literatura

Spoljašnje veze

Loading related searches...

Wikiwand - on

Seamless Wikipedia browsing. On steroids.

Remove ads
Remove ads