Натрій кремнієвокислий – це... Основні сфери застосування
Натрій кремнієвокислий – це речовина, відома також у промисловості під назвою силікат/метасилікат натрію. По суті, є сполукою неорганічної етимології, а саме сіллю лужного металу Na і H2SiO3. Виглядає як розсипчаста тверда дрібнокристалічна маса білого кольору (можливий сіруватий або жовтуватий відтінок), сформована незабарвленими кристалами ромбічної сингонії. Смаку і запаху не має.
Перебуваючи на повітрі, абсорбує H2O і СO2. Доброму розчиненню піддається в холодній воді. Початкова t розкладання – 100 °С. Тобто в холодній воді розчиняється, а в гарячій розкладається. Лужність водних розчинів (сила лужної реакції ідентична розчинам лугів) пояснюється гідролізом за аніоном. Концентрований водний розчин цієї речовини – основа для появи рідкого скла. При втраті води стає твердим аморфним продуктом, при впливі кислот і хлоридів – силікагелем.
Кремнієвокислий натрій формує 2 кристалогідрати: один містить 9 водних молекул і плавиться при 47 °С в своїй же кристалізаційній воді, інший – 5 молекул води, а його t плавлення становить 78,2 °С. У складі першого вода займає 57,3 % від загальної маси, у другому – 42,5 %. Тобто, загалом, сьогодні можна купити як безводний продукт, так п’яти- і дев’ятиводний, залежно від особливостей виробництва.
Ця сполука проявляє стабільність в розчинах нейтрального та лужного характеру. У кислих же середовищах силікат-іон реагує з іонами водню, при цьому формується кремнієва кислота, яка в процесі нагрівання і підлягає трансформації у згаданий вище силікагель.
Молярна маса – 122,06 г/моль, густина – 2,4 г/см³. Термовластивості: t плавлення – 1088 °C. Формула: Na2SiO3, Na2SiO3•5H2O і Na2SiO3•9Н2O.
Важливі хімічні властивості:
- гідроліз у гарячій воді;
- розкладання під дією кислот (наприклад, соляної) і лугів (зокрема гідроксиду натрію). При цьому виділяється гель кремнієвої кислоти;
- реагування з діоксидом вуглецю, в результаті чого утворюються кальцинована сода і діоксид кремнію.
Способи отримання:
- сплавлення кремнезему з каустичною содою при t 900-1000 °C (з утворенням води) або кальцинованою содою при t 1150 °C (з появою вуглекислоти). Іншими словами, суть методу полягає в ізогідричній кристалізації лужно-кремнеземистого розчину;
- розкладання Na4SiO4 при t 1120 °C (з одночасним формуванням оксиду натрію);
- нагрівання кристалогідрату для синтезу безводної солі до t 100-300 °C.
До речі, в природному середовищі ця сіль досить поширена. Вона входить до складу різних мінералів.
Застосування
Хочете знати, в яких галузях метасилікат натрію застосовується і чим він може бути корисний в тому чи іншому випадку? Читайте далі!
Матеріал, який ми з вами розглядаємо – активний учасник багатьох процесів у різних напрямках.
Із застосуванням 5-ти водної модифікації виготовляють досить значний перелік синтетичних чистяче-мийних засобів (порошко- та пастоподібних) і відбілювачів для використання в побуті й на виробництві. Вона виступає ефективним лужним компонентом у різноманітних засобах для прання. Без неї часто не обходиться промислове очищення при високому тиску, тоді, коли є потреба прибирати забруднення з пляшок. І взагалі це популярний учасник різних очисних заходів у харчопромі. А також є ефективним знежирювачем металевих поверхонь й з легкістю видаляє друкарські фарби.
Якщо говорити про 9-ти водний кремнієвокислий натрій, то він користується попитом, передусім, на підприємствах легкої промисловості. У текстильному виробництві виступає чудовим відбілювачем для тканин і пряжі. Крім того, задіюється в миловарінні, жировій галузі та хімпромі як складова частина синтетичних композицій для миття. У ЛФ-сфері застосовується при виготовленні латексних фарб.
Силікат натрію нерідко вводять в бурові розчини. Завдання при цьому ставиться таке: стабілізація свердловин і запобігання руйнуванню бурових стін. Найбільша корисність цього матеріалу відзначається при проходженні свердловин через глинисті пласти.
Якщо узагальнити, то напрямки застосування зазначеного реактиву будуть виглядати так:
- текстильне виробництво (відбілювання сировини на текстильних і трикотажних фабриках, виконання допоміжної ролі стабілізатора перекисного білення тканин, а також фіксаж фарбувальних композицій при фарбуванні бавовни, шовку і віскози);
- нафтовидобування, транспорт нафти (відбілювання + участь в низці інших технічних процесів) і нафтопереробка (коагуляція при випуску регенерувальних мастил);
- металургія (нейтралізація металевих поверхонь + видалення з них хлористоводневої кислоти + брикетування металостружки);
- машинобудування (аналогічно до попереднього пункту);
- водообробка (інгібування корозійних проявів + виконання ролі другорядного коагулянту);
- очищення стоків (робота в якості коагулянту і флокулянту, компонування з колоїдними молекулами і в такій сукупності осідання на дно);
- целюлозно-паперове виробництво (створення різних видів паперу і картону, зокрема того, який необхідний для виготовлення тари);
- побутова та виробнича дезінфекція (обробка різних поверхонь приміщень, сантехнічних пристроїв, а також білизни, посуду та іншого);
- скловиробництво (входження до складу шихти);
- функціонування двигунів (виконання ролі охолоджувальної рідини);
- будівництво, зокрема дорожнє (створення жаростійких, стійких до дії кислот, водонепроникних бетонів зі зменшеною пористістю, а також високотемпературних ізоляційних плит-вогнетривів) і свердловинне (наповнення полегшених цементорозчинів для цементування свердловин);
- зварювальний напрямок (створення захисних покриттів-обмазок для електродів);
- гумова галузь (виготовлення білої сажі);
- косметологічна і фармацевтична галузі (виробництво мила, доглядової й декоративної косметики, зокрема тіней, пудр, присипок та ін.);
- харчопром (виконання ролі емульгуючого матеріалу, адсорбенту, носія, роздільника, протистояння злежуванню і утворенню грудок в якості добавки до їжі Е550);
- акваріумістика (відіграє роль підкладки для акваріумних водоростей).
Натрій кремнієвокислий – матеріал важливий і потрібний для багатьох галузей. І його популярність закономірно не викликає подиву, оскільки він справляється з великим переліком різнопланових завдань на ура.
