NATRIUM SILIKAT (NA2SIO3): STRUKTUR, SIFAT, KEGUNAAN, RISIKO - KIMIA - 2026

The natrium silikat adalah sebatian organik yang terdiri daripada dua ion natrium Na ⁺ dan anion silikat SiO ₃ ^{2 -} . Ia juga dikatakan molekul terdiri daripada silika SiO ₂ dan natrium oksida Na ₂ O. Its formula kimia boleh dinyatakan sebagai Na ₂ SiO ₃ atau Na juga ₂ O . SiO ₂ .

Walau bagaimanapun, komposisi natrium silikat boleh berbeza-beza bergantung pada nisbah SiO ₂ / Na ₂ O mengikut berat atau mol. Ia juga disebut silikat larut atau gelas air. Ia boleh didapati dalam bentuk serbuk, kepingan besar seperti kristal, atau dalam bentuk larutan.

Natrium silikat pepejal Na ₂ SiO ₃ . Ondřej Mangl. Sumber: Wikimedia Commons.

Natrium silikat banyak digunakan dalam deterjen dan sabun kerana melembutkan air, menjadikan pembersihan lebih berkesan. Ia juga merupakan sebahagian daripada produk seperti krim pencukur.

Ini adalah bahan mentah untuk menyediakan pemangkin silika SiO ₂ . Penyelesaiannya digunakan sebagai lem dalam banyak aplikasi, mulai dari kertas pelekat dan kadbod, hingga kaca, porselin, cetakan tahan api, simen dan cakera kasar.

Oleh kerana ia adalah bahan yang tidak mudah terbakar sepenuhnya, ia digunakan untuk membuat kain tahan api, kerana tahan api, dan sebagai pelapis untuk peralatan pelindung.

Struktur

Struktur polimer yang dipermudahkan dalam larutan natrium silikat. Benjah-bmm27. Sumber: Wikimedia Commons.

Formula umum untuk natrium silikat ialah xSiO ₂ / Na ₂ O di mana x adalah nisbah molar atau berat.

Nisbah molar bermaksud bilangan mol SiO ₂ dibahagi dengan bilangan mol Na ₂ O. Nisbah berat bermaksud berat SiO ₂ dibahagikan dengan berat Na ₂ O.

Menambah lebih banyak alkali (Na ₂ O) mengubah nisbah molar atau berat.

Larutan natrium silikat dengan nisbah molar rendah, misalnya 1/1 (1 mol SiO ₂ dan 1 mol Na ₂ O) mengandungi terutamanya SiO ₄ ^{4 -} monomer dan S ₂ O ₅ ^{2 -} dimer sebagai tambahan kepada ion Na ⁺ .

Penyelesaian dengan nisbah molar tinggi seperti 3.3 / 1 (3.3 mol SiO ₂ untuk setiap mol Na ₂ O) mempunyai sebahagian besar daripada spesies polimer atau polimer silikon dan oksigen.

Tatanama

-Sodium silikat

-Sodium meta-silikat

-Kaca larut

-Gelas air (dari gelas air Inggeris)

-Silikat larut

Hartanah

Keadaan fizikal

-Padu dalam kepingan besar serupa dengan kristal biru-hijau

-Padu tanpa warna hingga serbuk putih

-Penyelesaian berair tanpa warna.

Berat molekul

Dari formula Na ₂ SiO ₃ : 122.063 g / mol.

Takat lebur

Na ₂ SiO ₃ : 1089 ° C

Ketumpatan

Ia bergantung pada nisbah SiO ₂ / Na ₂ O.

Keterlarutan

Apabila berbentuk kepingan kaca kehijauan yang besar, ia larut dalam air jika dipanaskan dan di bawah tekanan tinggi. Serbuknya sedikit lebih larut, tetapi dalam kedua-dua kes kelarutannya bergantung pada jumlah natrium atau Na ₂ O yang terkandung di dalamnya.

Semakin tinggi kandungan natrium (dalam bentuk Na ₂ O) semakin cepat larut.

pH

Larutan berairnya sangat beralkali.

Sifat kimia

Ia disediakan secara komersial dalam nisbah SiO ₂ / Na ₂ O mengikut berat antara 1.5 hingga 3.3. Apabila SiO ₂ meningkat dalam nisbah, kelarutan air dan kealkalian menurun.

Melarutkan silikat padat di dalam air boleh membentuk campuran agar-agar atau sangat likat.

Serbuk natrium silikat dapat menghasilkan cahaya, yaitu, jika memiliki jumlah Na ₂ O yang tinggi, cenderung menyerap air dari persekitaran dengan mudah.

Sekiranya pH larutan mereka diturunkan dengan menambahkan asid, gel akan terbentuk.

Harta lain

Ia tidak mudah terbakar.

Mendapatkan

Untuk mendapatkan natrium silikat, pasir silika SiO ₂ dicairkan dengan natrium karbonat anhidrat Na ₂ CO ₃ dalam tungku terbuka. Nisbah molar pasir ke natrium karbonat boleh berubah secara komersial dari 0.5 hingga 3.75.

Mendapan pasir silika di kawasan India. ರವಿಮುಂ. Sumber: Wikimedia Commons.

Permohonan

Dalam sabun dan bahan pencuci

Natrium silikat adalah antara sebatian pertama yang digunakan dalam formulasi pencuci.

Bahan pencuci biasanya mengandungi natrium silikat dalam komposisinya. Pengarang: Karunasanghvi. Sumber: Pixabay.

Natrium silikat pengikat kalsium Ca ²⁺ dan ion magnesium Mg ²⁺ , menghilangkan apa yang disebut kekerasan air, iaitu melembutkannya. Dengan melakukan ini, endapan tidak larut terbentuk, sehingga digunakan dalam jumlah kecil.

Tindakan natrium silikat membolehkan bahan pencuci berfungsi tanpa ion yang disebutkan yang mempengaruhi proses pembersihan.

Dalam pemangkin dan gel silika

Gel silika biasanya dibuat dengan mengasidkan larutan natrium silikat hingga pH kurang dari 10 atau 11. Masa yang diperlukan untuk gel berbeza.

Gel silika. Natrium silikat diperlukan untuk menyiapkannya. Bahan pengering. Sumber: Wikimedia Commons.

Silika boleh dibuat dengan mencampurkan natrium silikat dengan asid mineral yang kuat. Natrium silikat digunakan dalam pembuatan asas untuk pemangkin, kerana ia adalah sumber silika SiO ₂ .

Sebagai pelekat atau gam

Larutan natrium silikat pekat digunakan sebagai pelekat dan pelekat. Mereka dapat menahan suhu hingga 1100 ° C.

Aplikasi utama gam natrium silikat adalah pada kertas pelekat, kadbod beralun atau bergelombang, kotak dan kadbod. Juga untuk merekatkan atau mengagregat kayu atau untuk melekatkan logam pada pelbagai jenis bahan.

Papan beralun atau bergelombang dihasilkan menggunakan gam natrium silikat. Pengarang: Stux. Sumber: Pixabay.

Ia digunakan untuk merekatkan kaca, porselin, seramik, tekstil, kulit, dll. Untuk mengikat kaca gentian, kaca optik, dan bekas kaca tahan kesan.

Ia memungkinkan penyediaan simen tahan api untuk membina tangki, cerek, tungku dan acuan untuk pemutus logam, serta membuat mortar atau simen kalis air atau kalis asid.

Natrium silikat dapat bertindak balas dengan silikon fluorida untuk menghasilkan simen tahan asid dengan kecenderungan rendah untuk mengecil dan pengembangan haba yang serupa dengan keluli.

Mereka juga digunakan untuk membuat semen untuk cakera kasar yang digunakan untuk menggilap.

Dalam penggerudian telaga minyak

Natrium silikat telah digunakan selama bertahun-tahun sebagai bahan kimia semasa pengeboran jenis formasi tertentu dengan kebolehtelapan yang sangat tinggi, seperti yang terdiri dari pasir.

Kebolehtelapan tinggi bererti ia dapat mengalirkan cecair dengan mudah.

Ia ditambah bersama sebatian yang mengaktifkan silikat untuk membentuk polimer. Polimer ini memberikan kekuatan, kekakuan, dan mengurangkan kebolehtelapan di tanah berbutir.

Oleh kerana tanah kurang telap, cecair tidak dapat melewatinya dengan bebas dan dengan cara ini kehilangan cecair dapat dielakkan semasa fasa penggerudian telaga.

Penggerudian telaga minyak. Oil_Rig_NT8.jpg: * karya terbitan: Mudgineer (bincang) Oil_Rig_NT.PNG: Tosakaderivative work: Malyszkz. Sumber: Wikimedia Commons.

Dalam pelbagai aplikasi

Natrium silikat juga mempunyai pelbagai kegunaan. Sebilangannya dinyatakan di bawah.

-Dalam produk penjagaan harian, misalnya ia adalah komponen krim pencukur.

-Dalam rawatan air.

-Dalam pemutihan tekstil seperti bulu.

-Dalam pemutihan pulpa kertas. Sebagai contoh, untuk memutihkan kayu tanah campuran yang mengandungi hidrogen peroksida dan natrium silikat antara bahan-bahan lain digunakan. Natrium silikat digunakan untuk mengasingkan ion logam, yang cenderung mempercepat penguraian peroksida.

-Untuk pembuatan kain tahan api. Sebagai bahan tahan api dan sebagai pelapis untuk peralatan pelindung.

-Dalam pigmen silika.

-Untuk mengesan biji jagung yang dijangkiti serangga. Campuran natrium silikat dan air digunakan di mana biji-bijian yang dijangkiti melayang ke permukaan dengan cepat.

-Dalam elektrodeposisi zink.

-Untuk membersihkan logam.

-Dalam pengapungan mineral ia digunakan sebagai penyebar untuk lumpur dan kelodak dan sebagai perapi untuk permukaan mineral.

-Untuk meresapi kayu.

Risiko

Natrium silikat, kerana kandungan alkali yang tinggi, merengsa kuat pada kulit, mata dan membran mukus. Sekiranya tertelan ia boleh menjadi toksik dan merengsakan membran mukus dengan cara yang serupa dengan larutan soda kaustik.

Ia mesti disimpan secara berasingan dari asid kuat, logam dan halogen seperti fluorin, yang dengannya ia bertindak balas dengan ganas.

Rujukan

1. Ebnesajjad, S. (2015). Ciri-ciri Bahan Pelekat. Silikat larut (Kalium dan Natrium Silikat). Dalam Buku Panduan Penyediaan Perekat dan Permukaan. Dipulihkan dari sciencedirect.com.
2. Fink, JK (2012). Aditif kehilangan cecair. Natrium metasilat. Dalam Petunjuk Jurutera Petroleum untuk Bahan Kimia dan Cecair Medan Minyak (Edisi Kedua). Dipulihkan dari sciencedirect.com.
3. Perpustakaan Perubatan Nasional AS. (2019). Natrium silikat. Pusat Maklumat Nasional Bioteknologi. Dipulihkan dari pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
4. Kirk-Othmer. (1984). Ensiklopedia Teknologi Kimia, edisi ke-3, John Wiley and Sons.
5. Maeda, K. et al. (2007). Zeolit ​​dari MOF hingga Bahan Berpori - Ulang Tahun ^ke- 40 Persidangan Zeolit ​​Antarabangsa. Dalam Kajian Sains Permukaan dan Pemangkin. Dipulihkan dari sciencedirect.com.
6. Chopade, SP dan Nagarajan, K. (2000). Formulasi detergen: pertukaran ion. Dalam Ensiklopedia Sains Pemisahan. Dipulihkan dari sciencedirect.com.
7. Garcia-Lodeiro, I. et al. (2015). Pandangan penting mengenai reka bentuk campuran pengikat berasaskan simen yang diaktifkan alkali. Kesan silikat: tahap pempolimeran silikat larut. Dalam Buku Panduan Semen, Mortar dan Konkrit yang Diaktifkan Alkali. Dipulihkan dari sciencedirect.com.