Natria silikato

Natria silikato
Dosiero:Sodium methasilicate 2D.png
Kemia strukturo de la Natria meta-silikato
Dosiero:Sodium orthosilicate 2D.png
3D Kemia strukturo de la Natria orto-silikato
Dosiero:Sodium pyrosilicate 2D.png
Kemia strukturo de natria piro-silikato
Dosiero:Sodium trisilicate 2D.png
Kemia strukturo de natria tri-silikato
Kristalo de natria silikato.
Alternativa(j) nomo(j)
Silikato de natrio Ortosilikato de natrio Metasilikato de natrio Pirosilikato de natrio
Kemia formulo	Na2SiO3 (meta) Na4SiO4 (orto) Na6Si2O7 (piro) Na2Si3O7 (trisilikato)
CAS-numero-kodo	6834-92-0
ChemSpider kodo	21758
PubChem-kodo	23266
Fizikaj proprecoj
Aspekto	Blankaj ĝis verdecaj opakaj kristaloj
Molmaso	122,06 g mol−1 (meta) 184,04 g mol−1 (orto) 306,1054 g mol−1 (piro) 242,2318 g mol−1 (trisilikato)
Denseco	2.61 g/cm3
Refrakta indico	Ŝablono:Refraktindico
Fandopunkto	Ŝablono:GdC (Ŝablono:GdF; 1,361 K) Ŝablono:GdC (kvinhidrata, meta) Ŝablono:GdC (naŭhidrata, meta)
Solvebleco	Akvo:22.2 g/100 ml (Ŝablono:GdC) 160.6 g/100 ml (Ŝablono:GdC)
Nutro-aldonaĵo	E550
Sekurecaj Indikoj
Risko	R11 R20/21/22 R23/24/25 R34 R37
Sekureco	(S1/2) S13 S24/25 S36/37/39 S45
Pridanĝeraj indikoj
Danĝero Ŝablono:Danĝerosimboloj
GHS etikedigo de kemiaĵoj
GHS Damaĝo-piktogramo	Ŝablono:GHS Piktogramo
GHS Signalvorto	Averto
GHS Deklaroj pri damaĝoj	Ŝablono:H-Frazoj
GHS Deklaroj pri antaŭgardoj	Ŝablono:P-Frazoj
Escepte kiam indikitaj, datumoj estas prezentataj laŭ iliaj normaj kondiĉoj pri temperaturo kaj premo (Ŝablono:GdC kaj 100 kPa)

Natria silikato aŭ silikato de natrio estas kemiaj kombinaĵoj de natrio kaj silikatoj, kiu prezentiĝas sub pluraj formoj: natria meta-silikato aŭ Na₂SiO₃, natria orto-silikato aŭ Na₄SiO₄, natria piro-silikato aŭ Na₆Si₂O₇ kaj natria trisilikato aŭ Na₂Si₃O₇. La plej ordinara el ĉi-serio estas la natria meta-silikato, same konata kiel akvovitraĵo aŭ likva vitraĵo, kiu estas disponebla kaj en akvosolvaĵo kaj sub solida formo. La puraj komponaĵoj estas senkoloraj aŭ blankaj, tamen, komercaj specimenoj ofte estas verdecaj aŭ bluaj pro ĉeesto de malpuraĵoj enhavantaj feron.

Sintezoj

Sintezo 1

• Dissolvado de koncentrita solvaĵo de natria hidroksido kaj amorfa silicio:

$𝖲𝗂\mathsf{+}\mathrm{𝟦}𝖭𝖺𝖮𝖧\stackrel{}{\to }𝖭{𝖺}_{\mathrm{𝟦}}𝖲𝗂{𝖮}_{\mathrm{𝟦}}\mathsf{+}\mathrm{𝟤}{𝖧}_{\mathrm{𝟤}}\mathsf{\uparrow }$

Sintezo 2

• Fando de amorfa siliko kaj natria hidroksido:

$𝖲𝗂{𝖮}_{\mathrm{𝟤}}\mathsf{+}\mathrm{𝟤}𝖭𝖺𝖮𝖧\stackrel{}{\to }𝖭{𝖺}_{\mathrm{𝟤}}𝖲𝗂{𝖮}_{\mathrm{𝟥}}\mathsf{+}{𝖧}_{\mathrm{𝟤}}𝖮$

Sintezo 3

• Fando de amorfa siliko kaj koncentrita natria hidroksido:

$𝖲𝗂{𝖮}_{\mathrm{𝟤}}\mathsf{+}\mathrm{𝟦}𝖭𝖺𝖮𝖧\stackrel{}{\to }𝖭{𝖺}_{\mathrm{𝟦}}𝖲𝗂{𝖮}_{\mathrm{𝟦}}\mathsf{+}\mathrm{𝟤}{𝖧}_{\mathrm{𝟤}}𝖮$

Sintezo 4

• Reakcio inter amorfa siliko kaj koncentrita solvaĵo da natria karbonato:

$𝖲𝗂{𝖮}_{\mathrm{𝟤}}\mathsf{+}\mathrm{𝟤}𝖭{𝖺}_{\mathrm{𝟤}}𝖢{𝖮}_{\mathrm{𝟥}}\stackrel{}{\to }𝖭{𝖺}_{\mathrm{𝟦}}𝖲𝗂{𝖮}_{\mathrm{𝟦}}\mathsf{+}\mathrm{𝟤}𝖢{𝖮}_{\mathrm{𝟤}}\mathsf{\uparrow }$

Sintezo 5

• Traktado de silikata acido kaj natria hidroksido:

$𝖲𝗂{𝖮}_{\mathrm{𝟤}}\mathsf{\cdot }𝑛{𝖧}_{\mathrm{𝟤}}𝖮\mathsf{+}\mathrm{𝟦}𝖭𝖺𝖮𝖧\stackrel{}{\to }𝖭{𝖺}_{\mathrm{𝟦}}𝖲𝗂{𝖮}_{\mathrm{𝟦}}\mathsf{+}\mathsf{(}𝑛\mathsf{+}\mathrm{𝟤}\mathsf{)}{𝖧}_{\mathrm{𝟤}}𝖮$

Sintezo 6

• Natria karbonato kaj natria sulfato fandiĝas tre malsuper ol tiu de siliko. Ambaŭ fandiĝas kaj dissolviĝas ene de la miksaĵo, kiu reakcias por estigi natrian silikaton:

$\mathrm{𝟤}𝖭{𝖺}_{\mathrm{𝟤}}𝖲{𝖮}_{\mathrm{𝟦}}\mathsf{+}𝖢\mathsf{+}\mathrm{𝟤}𝖲𝗂{𝖮}_{\mathrm{𝟤}}\stackrel{}{\to }\mathrm{𝟤}𝖭{𝖺}_{\mathrm{𝟤}}𝖲𝗂{𝖮}_{\mathrm{𝟥}}\mathsf{+}\mathrm{𝟤}𝖲{𝖮}_{\mathrm{𝟤}}\mathsf{\uparrow }\mathsf{+}𝖢{𝖮}_{\mathrm{𝟤}}\mathsf{\uparrow }$

Reakcioj

Reakcio 1

• Kiam hejtata, ĝi malkomponiĝas

$𝖭{𝖺}_{\mathrm{𝟦}}𝖲𝗂{𝖮}_{\mathrm{𝟦}}\stackrel{1120^{o}C}{\to }𝖭{𝖺}_{\mathrm{𝟤}}𝖲𝗂{𝖮}_{\mathrm{𝟥}}\mathsf{+}𝖭{𝖺}_{\mathrm{𝟤}}𝖮$

Reakcio 2

• Kiam hejtata sub varma akvo ĝi hidroliziĝas:

$𝖭{𝖺}_{\mathrm{𝟦}}𝖲𝗂{𝖮}_{\mathrm{𝟦}}\mathsf{+}\mathsf{(}𝑛\mathsf{+}\mathrm{𝟤}\mathsf{)}{𝖧}_{\mathrm{𝟤}}𝖮\stackrel{T}{\to }\mathrm{𝟦}𝖭𝖺𝖮𝖧\mathsf{+}𝖲𝗂{𝖮}_{\mathrm{𝟤}}\mathsf{\cdot }𝑛{𝖧}_{\mathrm{𝟤}}𝖮\mathsf{\downarrow }$

Reakcio 3

• Fortaj acidoj ĝin atakas:

$𝖭{𝖺}_{\mathrm{𝟦}}𝖲𝗂{𝖮}_{\mathrm{𝟦}}\mathsf{+}\mathrm{𝟦}𝖧𝖢𝗅\stackrel{100^{o}C}{\to }\mathrm{𝟦}𝖭𝖺𝖢𝗅\mathsf{+}𝖲𝗂{𝖮}_{\mathrm{𝟤}}\mathsf{\downarrow }\mathsf{+}\mathrm{𝟤}{𝖧}_{\mathrm{𝟤}}𝖮$

Reakcio 4

• Ĝi reakcias kun karbona duoksido:

$𝖭{𝖺}_{\mathrm{𝟦}}𝖲𝗂{𝖮}_{\mathrm{𝟦}}\mathsf{+}\mathrm{𝟤}𝖢{𝖮}_{\mathrm{𝟤}}\stackrel{}{\to }\mathrm{𝟤}𝖭{𝖺}_{\mathrm{𝟤}}𝖢{𝖮}_{\mathrm{𝟥}}\mathsf{+}𝖲𝗂{𝖮}_{\mathrm{𝟤}}\mathsf{\downarrow }$

Historio

Natria meta-silikato aŭ akvovitraĵo estis unue priskribita de Johann Rudolf von Wagner en lia Lernolibro pri Kemia Teknologio, en 1892, kiel unu el la alkalaj silikatoj. Tamen, ĝi estis unue observita ĉirkaŭ 1640 far Jan Baptista van Helmont kiel fluida substanco estigita per fandita sablo kun troo da alkalo. Glauber kreis tion, kion li alnomis "liquor silicum" (silicia likvoro), en 1646, ekde kaŭstika potaso kaj SiO₂. En 1818, Johann Nepomuk von Fuchs (1774-1856), sukcesis tion, kio nun estas konata kiel akvovitraĵo per traktado de "silikata acido" kaj alkalo, kaj la rezulto estis akvosolvebla, sed ne tuŝita de atmosferaj ŝanĝoj. Von Wagner diferencigis la malsamajn akvovitraĵoj laŭ iliaj originoj kiam ili estis faritaj ekde kaŭstika sodo, potaso aŭ miksaĵoj.

Proprecoj

Natria silikato estas blanka pulvoro kiu estas facile solvebla en akvo estigante alkalan solvaĵon. Ĝi estas unu el serio da kunrilataj komponaĵoj inkluzivante meta-silikatojn, orto-silikatojn kaj piro-silikatojn, krom aliaj. Ĉiuj estas vitrecaj, senkoloraj kaj akvosolvebla.

Natriaj silikatoj estas stabilaj en neŭtralaj kaj alkalaj solvaĵoj. En acidaj solvaĵoj, la jonoj silikataj reakcias kun hidrogenaj jonoj por estigi la silikatan acidon, kiam hejtataj kaj forte varmigataj ili estiĝas malmolan kaj vitrecan substancon.

YouTube

• Na2SiO3
• Na2SiO3 + HCl
• Na2SiO3 + CuSO4
• Making silane from sodium silicate
• Using Sodium Silicate to Create Crackle Texture on Teabowls
• Make sodium silicate

Literaturo

• About Education
• Encyclopædia Britannica
• Chemical Book
• Handbook On Soaps, Detergents & Acid Slurry 2Nd Edition Ŝablono:Webarchiv, Niir Board
• Surfaces, Interfaces and Science of Ceramic Joining: Proceedings ..., Volume 158, K. Scott Weil,Ivar E. Reimanis,Charles A. Lewinsohn
• Inorganic Chemistry for Undergraduates, R. Gopalan
• Oil Shale 2000