Силикат натрия все способы получения

Силикат натрия

Характеристики и физические свойства силиката натрия

Он растворяется в холодной воде (гидролизуется по аниону).

Рис. 1. Силикат натрия. Внешний вид.

Таблица 1. Физические свойства силиката натрия.

Молярная масса, г/моль

Температура плавления, o С

Получение силиката натрия

Силикат натрия образуется при сплавлении оксида кремния (IV) с карбонатом натрия (1) или гидроксидом натрия (2):

Химические свойства силиката натрия

Силикат натрия представляет собой среднюю соль, образованную сильным основанием – гидроксидом натрия (NaOH) и слабой кислотой – кремниевой (H₂SiO₃). В водном растворе она подвергается гидролизу по аниону. Наличие гидроксид-ионов свидетельствует о щелочном характере среды.

Na + + SiO₃ 2- + HOH ↔ HSiO₃ — + Na + + OH — ;

Силикат натрия разлагается в горячей воде:

Эта соль взаимодействует с кислотами (3), щелочами (4) и диоксидом углерода (5):

Применение силиката натрия

Силикат натрия используется в процессе изготовления стекла (компонент шихты), а также нашел применение в производстве жаростойких кислотоупорных бетонов.

Примеры решения задач

Задание	Какая масса оксида кремния (IV), содержащего 25% примесей,потребуется для получения силиката натрия массой 5,6 г по реакции с карбонатом натрия?
Решение	Запишем уравнение реакции взаимодействия оксида кремния (IV) с карбонатом натрия с образованием силиката натрия:

Рассчитаем количество моль силиката натрия (молярная масса равна 122 г/моль):

Согласно уравнению реакции n (Na₂SiO₃) : n (SiO₂) = 1: 1. Значит,

Тогда масса оксида кремния (IV) будет равна (молярная масса – 60 г/моль):

Учитывая наличие примесей в составе оксида кремния (IV) его масса будет равна:

m (SiO₂) =3 × 0,25 = 0,75 г.

Ответ Масса оксида кремния (IV) равна 0,75 г.

Задание	Какая масса кремниевой кислоты может быть получена при взаимодействии 500 мл 15%-ного раствора силиката натрия (плотность 1,1 г/мл) и соляной кислоты?
Решение	Запишем уравнение реакции:

Найдем массу раствора силиката натрия, а также массу растворенного вещества Na₂SiO₃ в нем:

m_solution =500 × 1,1 = 550 г.

Рассчитаем количество моль силиката натрия (молярная масса равна 122 г/моль):

n (Na₂SiO₃) = 82,5 / 122 = 0,676 моль.

Согласно уравнению реакции n (Na₂SiO₃) : n (H₂SiO₃) = 1: 1. Значит,

Тогда, масса образующейся кремниевой кислоты будет равна (молярная масса – 78 г/моль):

Источник

Как сделать силикат натрия — жидкое стекло

Как сделать самому силикат натрия — жидкое стекло.

Силикат натрия, называемый жидким стеклом, представляет собой интересное соединение, которое используется во многих вещах. Жидкое стекло представляет собой клей, высокотемпературный цемент или огнеупор, используемый и в качестве герметика для бетона. Мой интерес заключается в использовании силиката натрия для огнеупоров в кузнечном горне с высокой температурой. Это коммерчески доступно, но локально я не смог найти его в нужной мне концентрации. Так что я нашел несколько видео и информации в Интернете и узнал, как сделать свой собственный стакан воды.
Я добился успеха, поэтому подумал, что поделюсь своим опытом.
Предупреждение, это включает использование едкого вещества и тепла, поэтому надевайте соответствующее защитное оборудование, защитную маску, перчатки и работайте в хорошо проветриваемом помещении.

Шаг 1: Материалы

Шаг 2: Видео всего процесса создания жидкого стекла

Вот Видео процесса изготовления жидкого стекла.

Шаг 3: Действия

Один комментарий

Безопасность прежде всего … алюминий и щелочь НЕ смешиваются. Нержавеющая сталь является предпочтительным выбором.

Кроме того, в зависимости от того, используете ли вы кристаллический или шариковый гидроксид натрия, вам может потребоваться непрерывно перемешивать щелок в воде в течение нескольких минут до полного растворения. Носить перчатки. Вода может стать настолько горячей, что крошечные брызги подойдут и поймают тыльную сторону руки, которая болит, как черт, в основном позже.

Что касается вещей, которые не растворяются полностью: щелочь не будет (оставаться) растворяться при более низких температурах в соотношении более 1: 1 с водой.

Что касается соотношения, это может показаться 50% -ным раствором жидкого стекла, но я считаю, что он намного выше этого. (Вроде … некоторые вещи не растворяются / не реагируют)

1-я причина: тепло будет генерировать пар, а кипячение будет уменьшать только количество воды. Жидкое стекло продается как 40%, потому что это самая высокая концентрация, которая возможна для адекватного растворения химических веществ в растворе.

Итак, мои рекомендации таковы:
1. Получить химически стойкие перчатки и фартук, а также не вентилируемые защитные очки Z-71 или выше.
2. Удалите всех детей и домашних животных из области.
3. Носите рубашки с длинным рукавом, длинные брюки. И ОБУВЬ.
4. Иметь достаточную проточную воду и полотенца, которые вы не против испортить, чтобы убрать разливы.
5. Убедитесь, что все utinsils НЕ АЛЮМИНИЕВЫ. Или стекло (гидроокись натрия может травить стекло). В идеале просто получите немного нержавеющей стали.
6. Не работай один.
7. ВСЕГДА добавляйте гидроксид натрия в воду. НИКОГДА НЕ ДОБАВЛЯЙТЕ ВОДУ В ГИДРОКСИД НАТРИЯ.
8. Взвесьте пустой контейнер для смешивания / нагрева перед запуском, чтобы вы могли взвесить раствор, когда закончите.
9. Добавьте щелок в холодную воду. Это нагреется достаточно, чтобы растворить щелок очень быстро.

Увеличение воды до 600 г. (При работе с щелоком взвешивающие жидкости больше подходят для определения правильных концентраций) для рецепта Total. Это должно дать вам на 20% больше воды для работы, улучшая растворимость и позволяя выкипать. Для дальнейшего поощрения правильного принятия решения и снижения риска неизвестных реакций используйте дистиллированную воду. (Моя колодезная вода настолько жесткая, что реакции всего, что находится в воде, препятствуют правильному растворению щелочи при более высоких концентрациях.)

Взвесьте раствор по окончании кипячения. Только вода испарилась, основываясь на законах массы. Здесь нет квантовых расчетов.
Таким образом, вы можете безопасно вычесть 500 грамм из 1100 (если вы использовали 600 грамм воды), чтобы определить содержание воды и, следовательно, разбавление раствора.

Источник

Силикат натрия (Na2SiO3): структура, свойства, применение, риски

Содержание:

В силикат натрия представляет собой неорганическое соединение, образованное двумя ионами натрия Na + и силикатный анион SiO₃ 2 – . Также говорят, что он состоит из молекулы кремнезема SiO.₂ и оксид натрия Na₂О. Его химическая формула может быть выражена как Na₂да₃ или также Na₂ИЛИ.да₂.

Однако состав силиката натрия может варьироваться в зависимости от соотношения SiO.₂/ Na₂Либо по весу, либо в молях. Его еще называют растворимым силикатом или жидким стеклом. Его можно получить в виде порошка, крупных кристаллов, либо в виде растворов.

Силикат натрия широко используется в моющих средствах и мыле, поскольку он смягчает воду, делая очистку более эффективной. Он также входит в состав таких продуктов, как крем для бритья.

Это сырье для приготовления кремниевых катализаторов SiO.₂. Его растворы используются в качестве клея во многих областях, от клейкой бумаги и картона до стекла, фарфора, огнеупорных форм, цемента и абразивных дисков.

Поскольку это полностью негорючий материал, он используется для изготовления огнестойких тканей, поскольку он огнестойкий, а также в качестве покрытия для средств защиты.

Состав

Общая формула силикатов натрия — xSiO₂/ Na₂Или где x — молярное или массовое отношение.

Молярное соотношение означает количество молей SiO.₂ деленное на количество молей Na₂О. Весовое соотношение означает вес SiO.₂ деленное на вес Na₂ИЛИ.

Добавление еще щелочи (Na₂O) изменяется молярное или массовое соотношение.

Раствор силиката натрия с низким молярным соотношением, например 1/1 (1 моль SiO₂ и 1 моль Na₂O) содержит в основном мономеры SiO₄ 4 – и S димеры₂ИЛИ₅ 2 – помимо ионов Na + .

Раствор с высоким молярным соотношением, например 3,3 / 1 (3,3 моль SiO₂ на каждый моль Na₂O) имеет высокую долю полимеров или полимеров кремния и кислорода.

Номенклатура

-Стакан для воды (от англ. стакан воды)

Свойства

Физическое состояние

-Твердые крупные куски, похожие на сине-зеленые кристаллы

-От бесцветного до белого порошкообразного твердого вещества

-Бесцветные водные растворы.

Молекулярный вес

Из формулы Na₂да₃: 122,063 г / моль.

Температура плавления

Плотность

Это зависит от соотношения SiO₂/ Na₂ИЛИ.

Растворимость

Когда он находится в форме крупных зеленоватых кристаллов, он растворяется в воде при нагревании и под высоким давлением. Порошок немного более растворим, но в обоих случаях его растворимость зависит от количества натрия или Na.₂Или кому принадлежит.

Чем выше содержание натрия (в виде Na₂О) быстрее растворяется.

pH

Его водные растворы сильно щелочные.

Химические свойства

Коммерчески подготовлен в отношениях SiO₂/ Na₂Или по весу от 1,5 до 3,3. По мере увеличения SiO₂ во взаимосвязи растворимость в воде и щелочность уменьшаются.

Растворение твердого силиката в воде может образовывать гелеобразные или высоковязкие смеси.

Порошок силиката натрия может растворяться в воздухе, если он содержит большое количество Na.₂Или он имеет тенденцию легко впитывать воду из окружающей среды.

Если pH их растворов понижается путем добавления кислоты, образуется гель.

Другие свойства

Получение

Кремнеземный песок SiO расплавляют для получения силикатов натрия.₂ с карбонатом натрия Na₂CO₃ безводный в открытой духовке. Молярное отношение песка к карбонату натрия может варьироваться от 0,5 до 3,75.

Приложения

В мыле и моющих средствах

Силикаты натрия являются одними из первых соединений, используемых в составах моющих средств.

Силикат натрия связывает ионы кальция и кальция 2+ и магний Mg 2+ , устраняя то, что называется жесткостью воды, то есть смягчая ее. При этом образуются нерастворимые осадки, поэтому его используют в небольших количествах.

Действие силиката натрия позволяет моющему средству действовать без влияния упомянутых ионов на процесс очистки.

В катализаторах и силикагелях

Силикагели обычно получают путем подкисления раствора силиката натрия до pH менее 10 или 11. Время, необходимое для образования геля, варьируется.

Кремнезем можно получить путем смешивания силиката натрия с сильной минеральной кислотой. Силикат натрия используется в производстве основ для катализаторов, поскольку он является источником кремнезема SiO.₂.

В качестве клея или клея

Концентрированные водные растворы силиката натрия используются в качестве клеев и герметиков. Они выдерживают температуру до 1100 ° C.

Основное применение клеев из силиката натрия — это клейкая бумага, гофрированный или гофрированный картон, коробки и картонные коробки. Также для склеивания или спекания древесины или для приклеивания металла к различным материалам.

Применяется для склеивания стекла, фарфора, керамики, текстиля, кожи и т. Д. Для склеивания стекловолокна, оптического стекла и тары из ударопрочного стекла.

Он позволяет приготовить огнеупорный цемент для изготовления резервуаров, котлов, печей и форм для литья металлов, а также для изготовления водостойких или кислотостойких растворов или цементов.

Силикаты натрия могут реагировать с фторидами кремния с образованием кислотостойких цементов с низкой тенденцией к усадке и тепловым расширением, аналогичным стали.

Они также используются для изготовления цемента для абразивных дисков, используемых для полировки.

В буровых растворах для нефтяных скважин

Силикат натрия в течение многих лет использовался в качестве химического раствора при бурении определенных типов пластов с очень высокой проницаемостью, например, состоящих из песка.

Высокая проницаемость означает, что он легко пропускает жидкости.

Его добавляют вместе с соединением, которое активирует силикат с образованием полимера. Этот полимер обеспечивает прочность, жесткость и снижает проницаемость в зернистых грунтах.

Поскольку почва менее проницаема, жидкость не проходит через нее свободно, и, таким образом, предотвращается потеря жидкости во время фазы бурения скважины.

В различных приложениях

Силикат натрия также имеет множество применений. Некоторые упомянуты ниже.

-В средствах повседневного ухода, например, входит в состав кремов для бритья.

-При отбеливании текстиля, например шерсти.

-При отбеливании бумажной массы. Например, для отбеливания измельченной древесины среди других ингредиентов используется смесь, содержащая перекись водорода и силикат натрия. Силикат натрия используется для связывания ионов металлов, которые ускоряют разложение пероксида.

-Для изготовления огнестойких тканей. Как антипирен и как покрытие для средств защиты.

-В кремнеземных пигментах.

-Для обнаружения зерен кукурузы, пораженных насекомыми. Используется смесь силиката натрия и воды, в которой зараженные зерна быстро всплывают на поверхность.

-В электроосаждении цинка.

-При флотации минералов он используется в качестве диспергатора шлама и ила и в качестве кондиционера для поверхности минералов.

-Для пропитки дерева.

Риски

Силикат натрия из-за высокого содержания щелочи является сильным раздражителем кожи, глаз и слизистых оболочек. При проглатывании он может быть токсичным и раздражать слизистые оболочки так же, как растворы каустической соды.

Его следует хранить отдельно от сильных кислот, металлов и галогенов, таких как фтор, с которыми он бурно реагирует.

Ссылки

1. Эбнесаджад, С. (2015). Характеристики адгезионных материалов. Растворимые силикаты (силикат калия и натрия). В Справочнике по клеям и подготовке поверхности. Восстановлено с sciencedirect.com.
2. Финк, Дж. (2012). Добавки, снижающие водоотдачу. Метасиликат натрия. В Руководстве инженера-нефтяника по нефтепромысловым химикатам и жидкостям (второе издание). Восстановлено с sciencedirect.com.
3. НАС. Национальная медицинская библиотека. (2019). Силикат натрия. Национальный центр биотехнологической информации. Получено с pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
4. Кирк-Отмер. (1984). Энциклопедия химической технологии, 3-е изд., John Wiley and Sons.
5. Маэда, К. и др. (2007). От цеолитов к пористым MOF-материалам — 40 th Юбилей Международной конференции по цеолитам. В исследованиях в области науки о поверхности и катализа. Восстановлено с sciencedirect.com.
6. Чопаде, С. и Нагараджан, К. (2000). Моющие составы: ионный обмен. В энциклопедии сепарационной науки. Восстановлено с sciencedirect.com.
7. Гарсия-Лодейро, И. и др. (2015). Важнейшие выводы о дизайне смесей активированных щелочами вяжущих на основе цемента. Влияние силикатов: степень полимеризации растворимых силикатов. В Справочнике по щелочно-активированным цементам, строительным растворам и бетонам. Восстановлено с sciencedirect.com.

Исидро Баррада Вальдес: биография и основные сражения

Поверхностное расширение: формула, коэффициенты и примеры

Источник