Natrijev silikat

Silikati (iz latinskega jezika je beseda "silex" prevedena kot "kamen") so soli metasilicinske kisline H2SiO3. Na primer, natrijev silikat, katerega kemijska formula je napisana takole: Na2SiO3. Drugo ime za sol je natrijev metasilikat. Molska masa snovi je 122,06 g / mol. Videz - bel neprozorni kristali, ki imajo zelenkasto nianso. Gostota je 2,4 g / cm3. Za stopnjo čistosti je značilen lomni količnik, ki je 1,52. Tališče je plus 1088 ° C. Snov je topna v vodi in netopna v alkoholu. Razredčena vodna raztopina ima edinstvene lastnosti: potopljena v sveža jajca se lahko hrani do devet mesecev pri sobni temperaturi. Natrijev silikat je stabilen v nevtralnem in alkalnem mediju in v kislinskem anionu SiO3 reagira s H + kationi, da se tvori silicinska kislina.

Silicijev dioksid (imenovan tudi silicijev anhidrid ali silicijev dioksid) je najbolj stabilna spojina, ki se po naravi pojavlja v obliki kremena. Zajema 12% mase celotne zemeljske skorje. Kvar, kontaminiran z nečistočami, je skupni pesek, ki nastane zaradi uničenja kamenja. Pod delovanjem alkalij na silicijevem dioksidu poteka kemijska reakcija: NaOH + SiO2 → Na2SiO3 + H2O. Posledično se tvori sol silicijeve kisline - natrijevega silikata. Hidroliza soli (razgradnja z vodo) poteka po shemi: 2Na2SiO3 + H2O → Na2SiO5 + 2NaOH in nastane metasilikat natrija. Z zmanjšanjem koncentracije raztopine hidroliza poteče intenzivno. V 1 n. 14% soli se hidrolizira, 0,1N. - 28%, v 0,001% - 32%. Hidroliza natrijevega bimetasilikata poteka počasneje.

Natrijev silikat nastane kot posledica interakcije silicija z alkalijo: Si + H2O + 2NaOH → Na2SiO3 + 2H2. Takšna reakcija lahko nadaljuje s šibko bazo in zelo enostavno nadaljuje z vodo v prisotnosti celo majhne količine OH-anionov: dovolj sledi alkalij, ekstrahiranih iz stekla. Ker nastali natrijev metasilikat je sol s šibko metasilicno kislino, se v razredčeni raztopini skoraj popolnoma hidrolizira, se koncentracija OH-ionov med reakcijo ne zmanjša, zato se vse zlomi v razgradnjo silicija z vodo. Prisotnost alkalij je katalizator. Na ta način od 0,63 kg silicija nastane 1 m3 vodika, medtem ko bi bilo železo skoraj 4-krat več.

V industriji je za različne razrede natrijevega silikata značilno razmerje med količino SiO2 in Na2O. Lahko se razlikuje od 2: 1 do 3,75: 1. Sorte z razmerjem 2,85: 1 in manj se štejejo za alkalne. Tisti z višjim razmerjem so označeni kot "nevtralni". Natrijev silikat v obliki vodnih koncentriranih raztopin je tekoče ali topno steklo. Toda skupaj z Na2SiO3 so v tekočem steklu prisotni drugi natrijev silikati, zato je njegova običajna sestava izražena s formulo, ki je približna, Na2O • nSiO2, kjer je n = 2 ÷ 4. Postopno izločanje SiO2 (običajno s podaljšanim shranjevanjem) povzroči motnost tekočega stekla ali včasih transformacijo v želatinsko maso. Zato se v laboratoriju hranijo v zabojih, zaprtih z gumijastimi zamaški, saj so kortikalne ali steklene steklenice enostavno lepljene do vratu.

Natrijev silikat se uporablja pri proizvodnji detergentnih praškov. Letna proizvodnja tekočega stekla je na stotine tisoč ton. Uporablja se za krepitev tal pri gradbenih delih (na primer za zaščito betonskega estriha proti abraziji) in v mnogih industrijskih panogah (na primer, obe soli se uporabljajo za mehčanje vode) , tako kot drugi reagenti, na primer natrijev tripolifosfat . Impregnacija cestnih betonskih cevi Na2SiO3 bistveno zmanjša njihovo zmanjšanje.

Obdelava lesa ali drugega materiala ščiti pred požarom (na primer zgradbe ali gledališke pokrajine). Pogosto služi kot podlaga za ognjevzdržne kit ali lepilne lepilo. Enostavna sestava kit, primerna za lepljenje porcelana in stekla. Lahko jih dobimo z mešanjem krede (pred konsistenco testa) s tekočim steklom. Zmes se hitro strdi in postane bela in zelo močna masa.

Iz cementa, pomešanega z tekočim steklom, naredimo hitro strjevanje kiti, ki se uporablja za lepljenje kamnov. Zmes natrijevega silikata in žagovine se uporablja za zapolnitev prostora med dvojnimi stenami nekaterih sefov. Zaradi tega so odporni na ogenj in služi tudi kot dodatna zaščita pred odpiranjem z acetilenskim gorilnikom zaradi močnega dima in alarma.