Силікат натрію

Силікатами (з латинської мови слово «silex» перекладається як «камінь») називаються солі метакремнієвої кислоти H2SiO3. Наприклад, силікат натрію, хімічна формула якого записується так: Na2SiO3. Інша назва солі - натрій метасиликат. Молярна маса речовини дорівнює 122,06 г / моль. Зовнішній вигляд - білі непрозорі кристали, що мають зеленуватий відтінок. Щільність дорівнює 2,4 г / см3. Ступінь чистоти характеризується показником заломлення, який дорівнює 1,52. Температура плавлення - плюс 1088 ° C. Речовина розчинно у воді і нерастворимо в спирті. Розбавлений водний розчин має унікальні властивості: занурені в нього свіжі яйця можуть до дев`яти місяців зберігатися при кімнатній температурі. Силікат натрію стабільний у нейтральному і лужному середовищі, а в кислому аніон SiO3- реагує з катіонами H + з утворенням кремнієвої кислоти.

Двоокис кремнію (Називається ще кремнієвим ангідридом або кремнеземом) є найбільш стійким з`єднанням, яке зустрічається в природі у вигляді кварцу. На його частку припадає 12% маси всієї земної кори. Кварц, забруднений домішками, являє собою звичайний пісок, який утворюється через руйнування гірських порід. Під дією лугу на двоокис кремнію протікає хімічна реакція: NaOH + SiO2 - Na2SiO3 + H2O. В результаті утворюється сіль кремнієвої кислоти - силікат натрію. Гідроліз солі (Розкладання її водою) йде за схемою: 2Na2SiO3 + H2O - Na2SiO5 + 2NaOH, і утворюється двуметасілікат натрію. Зі зниженням концентрації розчину, гідроліз протікає інтенсивніше. В 1 н. розчині гідролізується 14% солі, в 0,1 н. - 28%, в 0,001% - 32%. Гідроліз двуметасіліката натрію протікає вже слабкіше.

Силікат натрію утворюється в результаті взаємодії кремнію з лугом: Si + H2O + 2NaOH - Na2SiO3 + 2H2. Подібна реакція може протікати зі слабкими лугами, а також дуже легко йде з водою в присутності навіть незначної кількості аніонів OH-: досить слідів лугів, витягнутих з скла. Оскільки утворений метасиликат натрію є сіллю слабкої метакремневой кислоти, то в розбавленому розчині вона майже повністю гідролізується, концентрація іонів OH- в ході реакції не зменшується, тому все зводиться до розкладання кремнієм води. Присутні сліди лугу є каталізатором. З 0,63 кг кремнію таким способом виходить 1 м3 водню, тоді як заліза треба було б майже в 4 рази більше.

У промисловості різні марки силікату натрію характеризуються співвідношенням кількості SiO2 і Na2O. Воно може змінюватися від 2: 1 до 3,75: 1. Сорти з співвідношенням 2,85: 1 і нижче вважаються лужними. Ті, у яких більш високе співвідношення характеризуються, як «нейтральні». Силікат натрію у вигляді водних концентрованих розчинів являють собою рідке або розчинне скло. Але поряд з Na2SiO3 в рідкому склі присутні й інші силікати натрію, тому його звичайний склад виражається формулою, яка є наближеною, Na2O • nSiO2, де n = 2divide-4. Поступове відщеплення SiO2 (зазвичай при тривалому зберіганні) призводить до помутніння рідкого скла або до перетворення іноді в студнеобразную масу. Тому в лабораторії його тримають в судинах, закритих гумовими пробками, так як коркові або скляні до шийки просто приклеюються.

Силікат натрію застосовується у виробництві пральних порошків. Щорічне виробництво рідкого скла складає сотні тисяч тонн. Його використовують для зміцнення грунтів при проведенні будівельних робіт (наприклад, захист бетонної стяжки підлоги проти стирання), а також, як і інші реагенти, наприклад, триполіфосфат натрію, застосовується в багатьох галузях (обидві солі, наприклад, використовуються для пом`якшення води). Просочування Na2SiO3 автомобільних бетонних доріг значною мірою скорочує їх стирання.

Обробка дерева або інших матеріалів захищає від загоряння (наприклад, споруди або театральні декорації). Часто служить в якості основи для вогнетривких замазок або канцелярського клею. Прості за складом замазки придатні для склеювання фарфору і скла. Їх можна отримати, змішуючи (до консистенції тіста) крейду з рідким склом. Суміш швидко твердне і перетворюється на білу і дуже міцну масу.

З цементу, замішаного на рідкому склі, роблять швидко твердне замазку, яку використовують для склеювання каменів. Суміш силікату натрію з тирсою використовують для заповнення простору між подвійними стінками у деяких сейфів. Це робить їх більш вогнестійкими, а також служить додатковим захистом від розтину за допомогою ацетиленового пальника через сильне задимлення та спрацювання сигналізації.