NATRI SILICAT (NA2SIO3): CẤU TRÚC, ĐẶC TÍNH, CÔNG DỤNG, RỦI RO - HÓA HỌC - 2025

Các silicat natri là một hợp chất vô cơ gồm hai ion natri Na ⁺ và anion silicat SiO ₃ ^{2 -} . Nó cũng được cho là phân tử bao gồm một silica SiO ₂ và natri oxit Na ₂ O. nó công thức hóa học có thể được diễn tả như Na ₂ SiO ₃ hoặc Na cũng ₂ O . SiO ₂ .

Tuy nhiên, thành phần của natri silicat có thể thay đổi tùy thuộc vào tỷ lệ SiO ₂ / Na ₂ O theo khối lượng hoặc theo mol. Nó còn được gọi là silicat hòa tan hoặc thủy tinh nước. Nó có thể thu được ở dạng bột, các mảnh lớn như tinh thể hoặc ở dạng dung dịch.

Natri silicat rắn Na ₂ SiO ₃ . Ondřej Mangl. Nguồn: Wikimedia Commons.

Natri silicat được sử dụng rộng rãi trong chất tẩy rửa và xà phòng vì nó làm mềm nước, giúp làm sạch hiệu quả hơn. Nó cũng là một phần của các sản phẩm như kem cạo râu.

Nó là nguyên liệu để điều chế xúc tác silica SiO ₂ . Giải pháp của họ được sử dụng làm keo trong nhiều ứng dụng, từ giấy dính và bìa cứng, đến thủy tinh, sứ, khuôn chịu lửa, xi măng và đĩa mài mòn.

Bởi vì nó là một vật liệu hoàn toàn không cháy, nó được sử dụng để làm vải chống cháy, vì nó là chất chống cháy và làm lớp phủ cho các thiết bị bảo vệ.

Kết cấu

Cấu trúc đơn giản của polyme trong dung dịch natri silicat. 27. Nguồn: Wikimedia Commons.

Công thức chung của natri silicat là xSiO ₂ / Na ₂ O với x là tỷ lệ mol hoặc khối lượng.

Tỉ lệ số mol có nghĩa là số mol của SiO ₂ chia cho số mol của Na ₂ O. Tỉ lệ về khối lượng có nghĩa là khối lượng của SiO ₂ chia cho khối lượng của Na ₂ O.

Thêm nhiều kiềm (Na ₂ O) làm thay đổi tỷ lệ số mol hoặc khối lượng.

Dung dịch natri silicat với tỷ lệ mol thấp, ví dụ 1/1 (1 mol SiO ₂ và 1 mol Na ₂ O) chứa chủ yếu là SiO ₄ ^{4 -} monome và S ₂ O ₅ ^{2 -} đimetylen ngoài các ion Na ⁺ .

Một dung dịch có tỷ lệ mol cao như 3,3 / 1 (3,3 mol SiO ₂ cho mỗi mol Na ₂ O) có tỷ lệ cao các loại cao phân tử hoặc polyme của silic và oxy.

Danh pháp

-Natri silicat

-Sodium meta-silicat

-Kính hòa tan

-Glass nước (từ tiếng Anh water glass)

- Silicat hòa tan

Tính chất

Tình trạng thể chất

- Chất rắn ở dạng mảnh lớn tương tự như tinh thể xanh lam

- Bột rắn không màu đến trắng

- Dung dịch nước không màu.

Trọng lượng phân tử

Từ công thức Na ₂ SiO ₃ : 122,063 g / mol.

Độ nóng chảy

Na ₂ SiO ₃ : 1089 ° C

Tỉ trọng

Nó phụ thuộc vào tỷ lệ SiO ₂ / Na ₂ O.

Độ hòa tan

Khi nó ở dạng những mảnh thủy tinh lớn màu xanh lục, nó có thể hòa tan trong nước nếu đun nóng và chịu áp suất cao. Bột dễ hòa tan hơn một chút, nhưng trong cả hai trường hợp, độ hòa tan của nó phụ thuộc vào lượng natri hoặc Na ₂ O mà nó chứa.

Hàm lượng natri càng cao (ở dạng Na ₂ O) càng tan nhanh.

độ pH

Dung dịch nước của nó có tính kiềm mạnh.

Tính chất hóa học

Nó được điều chế thương mại theo tỷ lệ SiO ₂ / Na ₂ O theo trọng lượng dao động từ 1,5 đến 3,3. Khi SiO ₂ tăng tỷ lệ, khả năng hòa tan trong nước và độ kiềm giảm.

Hòa tan silicat rắn trong nước có thể tạo thành hỗn hợp sền sệt hoặc có độ nhớt cao.

Bột natri silicat có thể dễ bị nhũn, nghĩa là nếu nó có một lượng Na ₂ O cao, nó có xu hướng dễ dàng hấp thụ nước từ môi trường.

Nếu độ pH của dung dịch được hạ thấp bằng cách thêm axit, gel sẽ hình thành.

Các tài sản khác

Nó không dễ cháy.

Thu được

Để thu được natri silicat, người ta đun chảy SiO ₂ cát silic với natri cacbonat khan Na ₂ CO ₃ trong lò hở. Tỷ lệ mol của cát và natri cacbonat có thể thay đổi thương mại từ 0,5 đến 3,75.

Trầm tích cát silica ở một khu vực của Ấn Độ. ರವಿಮುಂ. Nguồn: Wikimedia Commons.

Các ứng dụng

Trong xà phòng và chất tẩy rửa

Natri silicat là một trong những hợp chất đầu tiên được sử dụng trong công thức chất tẩy rửa.

Chất tẩy rửa thường chứa natri silicat trong thành phần của chúng. Tác giả: Karunasanghvi. Nguồn: Pixabay.

Natri silicat cô lập các ion canxi Ca ²⁺ và magie Mg ²⁺ , loại bỏ cái được gọi là độ cứng của nước, tức là làm mềm nước. Bằng cách này, các kết tủa không hòa tan được hình thành, vì vậy nó được sử dụng với một lượng nhỏ.

Hoạt động của natri silicat cho phép chất tẩy rửa hoạt động mà không có các ion đã đề cập ảnh hưởng đến quá trình làm sạch.

Trong chất xúc tác và gel silica

Gel silica thường được điều chế bằng cách axit hóa dung dịch natri silicat đến pH nhỏ hơn 10 hoặc 11. Thời gian cần thiết để tạo gel khác nhau.

Gel silica. Cần có natri silicat để điều chế nó. Chất hút ẩm. Nguồn: Wikimedia Commons.

Silica có thể được điều chế bằng cách trộn natri silicat với một axit khoáng mạnh. Natri silicat được sử dụng trong sản xuất bazơ cho chất xúc tác, vì nó là nguồn cung cấp silica SiO ₂ .

Như một chất kết dính hoặc keo

Dung dịch nước đậm đặc của natri silicat được sử dụng làm chất kết dính và chất bịt kín. Chúng có thể chịu được nhiệt độ lên đến 1100 ° C.

Các ứng dụng chính của keo natri silicat là trong giấy kết dính, các tông sóng hoặc sóng, hộp và thùng carton. Cũng để dán hoặc kết tụ gỗ hoặc để kết dính kim loại với các loại vật liệu khác nhau.

Tấm tôn hoặc ván sóng được sản xuất bằng keo natri silicat. Tác giả: Stux. Nguồn: Pixabay.

Nó được sử dụng để dán thủy tinh, sứ, gốm sứ, dệt may, da, v.v. Để liên kết các hộp đựng bằng sợi thủy tinh, thủy tinh quang học và thủy tinh chống va đập.

Nó cho phép điều chế xi măng chịu lửa để xây bể chứa, ấm đun nước, lò nung và khuôn đúc để đúc kim loại, cũng như để chế tạo vữa hoặc xi măng chống thấm hoặc chống axit.

Natri silicat có thể phản ứng với silic florua để tạo ra xi măng chịu axit với xu hướng co ngót thấp và độ giãn nở nhiệt tương tự như thép.

Chúng cũng được sử dụng để làm xi măng cho đĩa mài mòn dùng để đánh bóng.

Trong dung dịch khoan giếng dầu

Natri silicat đã được sử dụng trong nhiều năm như một loại vữa hóa học trong quá trình khoan một số loại công trình có độ thẩm thấu rất cao, chẳng hạn như những công trình chứa cát.

Tính thấm cao có nghĩa là nó cho phép chất lỏng đi qua dễ dàng.

Nó được thêm vào cùng với hợp chất kích hoạt silicat để tạo thành polyme. Polyme này cung cấp độ bền, độ cứng và làm giảm tính thấm trong đất dạng hạt.

Vì đất ít thấm nước hơn, chất lỏng không đi qua nó một cách tự do và theo cách này, việc mất chất lỏng sẽ tránh được trong giai đoạn khoan giếng.

Khoan giếng dầu. Oil_Rig_NT8.jpg: * tác phẩm phái sinh: Mudgineer (nói chuyện) Oil_Rig_NT.PNG: Tác phẩm phái sinh: Malyszkz. Nguồn: Wikimedia Commons.

Trong các ứng dụng khác nhau

Natri silicat cũng có nhiều cách sử dụng. Một số được đề cập dưới đây.

-Trong các sản phẩm chăm sóc hàng ngày, ví dụ nó là một thành phần của kem cạo râu.

-Trong xử lý nước.

-Trong việc làm trắng vải dệt như len.

-Trong tẩy trắng bột giấy. Ví dụ, để tẩy trắng gỗ đã mài, người ta sử dụng một hỗn hợp có chứa hydrogen peroxide và natri silicat trong số các thành phần khác. Natri silicat được sử dụng để cô lập các ion kim loại, có xu hướng đẩy nhanh quá trình phân hủy peroxit.

- Sản xuất vải chống cháy. Là chất chống cháy và làm lớp phủ cho thiết bị bảo vệ.

-Trong chất màu silica.

- Phát hiện hạt ngô bị sâu bọ phá hoại. Hỗn hợp natri silicat và nước được sử dụng để các hạt bị nhiễm bệnh nổi lên bề mặt nhanh chóng.

-Trong sự lắng đọng điện của kẽm.

-Làm sạch kim loại.

-Trong quá trình tuyển nổi khoáng chất, nó được sử dụng như một chất phân tán cho bùn và phù sa và như một chất điều hòa cho bề mặt khoáng chất.

- Tẩm gỗ.

Rủi ro

Natri silicat, do hàm lượng kiềm cao, là chất gây kích ứng mạnh cho da, mắt và màng nhầy. Nếu nuốt phải nó có thể gây độc và kích ứng màng nhầy tương tự như dung dịch xút ăn da.

Nó phải được bảo quản riêng biệt với axit mạnh, kim loại và halogen như flo, những chất này phản ứng dữ dội.

Người giới thiệu

1. Ebnesajjad, S. (2015). Đặc điểm của vật liệu kết dính. Silicat hòa tan (Kali và Natri Silicat). Trong Sổ tay Chất kết dính và Chuẩn bị Bề mặt. Được khôi phục từ sciricalirect.com.
2. Fink, JK (2012). Phụ gia mất chất lỏng. Natri metasilicat. Trong Hướng dẫn của Kỹ sư Dầu khí về Hóa chất và Chất lỏng Mỏ Dầu (Ấn bản thứ hai). Được khôi phục từ sciricalirect.com.
3. Thư viện Y khoa Quốc gia Hoa Kỳ. (2019). Natri silicat. Trung tâm Thông tin Công nghệ Sinh học Quốc gia. Đã khôi phục từ pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
4. Kirk-Othmer. (Năm 1984). Encyclopedia of Chemical Technology, xuất bản lần thứ 3, John Wiley và Sons.
5. Maeda, K. và cộng sự. (2007). Zeolit từ Bộ Tài chính Vật liệu xốp - 40 ^ngày kỷ niệm của Hội nghị quốc tế Zeolite. Trong Nghiên cứu Khoa học Bề mặt và Xúc tác. Được khôi phục từ sciricalirect.com.
6. Chopade, SP và Nagarajan, K. (2000). Công thức chất tẩy rửa: trao đổi ion. Trong Bách khoa toàn thư về Khoa học phân tách. Được khôi phục từ sciricalirect.com.
7. Garcia-Lodeiro, I. và cộng sự. (2015). Những hiểu biết quan trọng về thiết kế hỗn hợp của chất kết dính gốc xi măng hoạt tính kiềm. Ảnh hưởng của các silicat: mức độ trùng hợp silicat hòa tan. Trong Sổ tay về Xi măng, Vữa và Bê tông hoạt hóa kiềm. Được khôi phục từ sciricalirect.com.