Struttura, proprietà, usi, rischi del silicato di sodio (Na2SiO3)

Il silicato di sodio è un composto inorganico formato da due ioni sodio Na⁺ e un anione silicato SiO₃^Due-. Si dice anche che sia costituito da una molecola di silice SiO_Due e un ossido di sodio Na_DueO. La sua formula chimica può essere espressa come Na_Duesì₃ o anche Na_DueO.sì_Due.

Tuttavia, la composizione del silicato di sodio può variare a seconda del rapporto SiO_Due/ N / A_DueO in peso o in moli. È anche chiamato silicato solubile o bicchiere d'acqua. Può essere ottenuto sotto forma di polvere, grandi pezzi cristallini o sotto forma di soluzioni.

Il silicato di sodio è ampiamente utilizzato nei detersivi e nei saponi poiché ammorbidisce l'acqua, rendendo la pulizia più efficace. Fa anche parte di prodotti come la crema da barba.

È la materia prima per preparare i catalizzatori di silice SiO_Due. Le sue soluzioni sono utilizzate come collante in molte applicazioni, che vanno dalla carta adesiva e cartone, al vetro, porcellana, stampi refrattari, cemento e dischi abrasivi..

Poiché è un materiale completamente non combustibile, viene utilizzato per realizzare tessuti ignifughi, poiché è ignifugo, e come rivestimento per dispositivi di protezione..

Indice articolo

• 1 Struttura
• 2 Nomenclatura
• 3 Proprietà
  • 3.1 Stato fisico
  • 3.2 Peso molecolare
  • 3.3 Punto di fusione
  • 3.4 Densità
  • 3.5 Solubilità
  • 3,6 pH
  • 3.7 Proprietà chimiche
  • 3.8 Altre proprietà
• 4 Ottenimento
• 5 Usi
  • 5.1 In saponi e detergenti
  • 5.2 In catalizzatori e gel di silice
  • 5.3 Come adesivo o colla
  • 5.4 Nei fluidi di perforazione dei pozzi petroliferi
  • 5.5 In varie applicazioni
• 6 Rischi
• 7 Riferimenti

Struttura

La formula generale per i silicati di sodio è xSiO_Due/ N / A_DueO dove x è il rapporto molare o ponderale.

Rapporto molare significa numero di moli di SiO_Due diviso per il numero di moli di Na_DueO. Rapporto peso significa peso di SiO_Due diviso in peso di Na_DueO.

Aggiungendo più alcali (Na_DueO) il rapporto molare o ponderale viene modificato.

Una soluzione di silicato di sodio con un rapporto molare basso, ad esempio 1/1 (1 mole di SiO_Due e 1 mole di Na_DueO) contiene principalmente monomeri SiO₄^4- e S dimeri_DueO₅^Due- oltre agli ioni Na⁺.

Una soluzione con un rapporto molare elevato come 3,3 / 1 (3,3 moli di SiO_Due per ogni mole di Na_DueO) ha un'alta percentuale di specie polimeriche o polimeri di silicio e ossigeno.

Nomenclatura

-Silicato di sodio

-Metasilicato di sodio

-Vetro solubile

-Bicchiere d'acqua (dall'inglese bicchiere d'acqua)

-Silicato solubile

Proprietà

Stato fisico

-Solido in grandi pezzi che assomigliano a cristalli verde-bluastri

-Solido polveroso da incolore a bianco

-Soluzioni acquose incolori.

Peso molecolare

Dalla formula Na_Duesì₃: 122,063 g / mol.

Punto di fusione

N / A_Duesì₃: 1089 ° C

Densità

Dipende dal rapporto SiO_Due/ N / A_DueO.

Solubilità

Quando si presenta sotto forma di grossi pezzi di cristallo verdastro è solubile in acqua se riscaldato e ad alta pressione. La polvere è leggermente più solubile, ma in entrambi i casi la sua solubilità dipende dalla quantità di sodio o Na_DueO che possiede.

Maggiore è il contenuto di sodio (sotto forma di Na_DueO) si dissolve più velocemente.

pH

Le sue soluzioni acquose sono fortemente alcaline.

Proprietà chimiche

Preparato commercialmente nelle relazioni SiO_Due/ N / A_DueO in peso compreso tra 1,5 e 3,3. Con l'aumento di SiO_Due nella relazione diminuisce la solubilità in acqua e l'alcalinità.

La dissoluzione del silicato solido in acqua può formare miscele gelatinose o altamente viscose.

La polvere di silicato di sodio può essere deliquescente, cioè se ha un'elevata quantità di Na_DueOppure tende ad assorbire facilmente l'acqua dall'ambiente.

Se il pH delle sue soluzioni viene abbassato aggiungendo acido, si forma un gel.

Altre proprietà

Non è infiammabile.

Ottenere

La sabbia silicea SiO viene fusa per ottenere silicati di sodio_Due con carbonato di sodio Na_DueCO₃ anidro in un forno aperto. Il rapporto molare tra sabbia e carbonato di sodio può variare commercialmente da 0,5 a 3,75.

Applicazioni

In saponi e detersivi

I silicati di sodio sono tra i primi composti utilizzati nelle formulazioni detergenti.

Il silicato di sodio sequestra gli ioni calcio Ca^Due+ e magnesio Mg^Due+, eliminando quella che viene chiamata durezza dell'acqua, cioè ammorbidendola. In questo modo, si formano precipitati insolubili, quindi viene utilizzato in piccole quantità.

L'azione del silicato di sodio consente al detersivo di funzionare senza che gli ioni citati influenzino il processo di pulizia.

In gel di silice e catalizzatori

I gel di silice sono comunemente preparati acidificando una soluzione di silicato di sodio a un pH inferiore a 10 o 11. Il tempo richiesto per gelificare varia..

La silice può essere preparata mescolando il silicato di sodio con un acido minerale forte. Il silicato di sodio viene utilizzato nella produzione di basi per catalizzatori, poiché è la fonte di silice SiO_Due.

Come adesivo o colla

Le soluzioni acquose concentrate di silicato di sodio vengono utilizzate come adesivi e sigillanti. Possono resistere a temperature fino a 1100 ° C.

Le principali applicazioni delle colle di silicato di sodio sono in carta adesiva, cartone ondulato o ondulato, scatole e cartoni. Anche per incollare o agglomerare il legno o per far aderire il metallo a vari tipi di materiali.

Viene utilizzato per incollare vetro, porcellana, ceramica, tessuti, pelle, ecc. Per l'incollaggio di contenitori in fibra di vetro, vetro ottico e vetro antiurto.

Permette di preparare cementi refrattari per la realizzazione di vasche, bollitori, forni e stampi per colata di metalli, nonché di realizzare malte o cementi impermeabili o resistenti agli acidi.

I silicati di sodio possono reagire con i fluoruri di silicio per produrre cementi resistenti agli acidi con una bassa tendenza al restringimento ed espansione termica simile a quella dell'acciaio..

Sono anche utilizzati per realizzare cementi per dischi abrasivi utilizzati per la lucidatura..

Nei fluidi di perforazione di pozzi petroliferi

Il silicato di sodio viene utilizzato da molti anni come boiacca chimica durante la perforazione di alcuni tipi di formazioni ad altissima permeabilità, come quelle costituite dalla sabbia..

L'elevata permeabilità significa che lascia passare facilmente i liquidi.

Viene aggiunto insieme a un composto che attiva il silicato per formare un polimero. Questo polimero fornisce forza, rigidità e riduce la permeabilità nei terreni granulari..

Essendo il terreno meno permeabile, il liquido non lo attraversa liberamente ed in questo modo si evita la perdita di fluido durante la fase di perforazione del pozzo.

In varie applicazioni

Il silicato di sodio ha anche una varietà di usi. Eccotene alcune.

-Nei prodotti per la cura quotidiana, ad esempio, è un componente delle creme da barba.

-Nel trattamento dell'acqua.

-Nello sbiancamento di tessuti come la lana.

-Nello sbiancamento della pasta di carta. Ad esempio, per sbiancare il legno macinato viene utilizzata una miscela contenente perossido di idrogeno e silicato di sodio tra gli altri ingredienti. Il silicato di sodio viene utilizzato per sequestrare gli ioni metallici, che tendono ad accelerare la decomposizione del perossido..

-Per la produzione di tessuti ignifughi. Come ritardante di fiamma e come rivestimento per dispositivi di protezione.

-In pigmenti di silice.

-Per rilevare chicchi di mais infestati da insetti. Una miscela di silicato di sodio e acqua viene utilizzata dove i chicchi infestati galleggiano rapidamente in superficie.

-In zincatura.

-Per pulire i metalli.

-Nella flottazione minerale, viene utilizzato come disperdente per fanghi e limo e come ammorbidente per la superficie dei minerali..

-Per impregnare il legno.

Rischi

Il silicato di sodio, a causa del suo alto contenuto di alcali, è un forte irritante per la pelle, gli occhi e le mucose. Se ingerito, può essere tossico e irritare le mucose in modo simile alle soluzioni di soda caustica..

Deve essere conservato separatamente da acidi forti, metalli e alogeni come il fluoro, con i quali reagisce violentemente.

Riferimenti

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