سيليكات الصوديوم (NA2SIO3): التركيب ، الخصائص ، الاستخدامات ، المخاطر - كيمياء - 2026

و سيليكات الصوديوم هو مركب غير العضوية تتكون من اثنين من أيونات الصوديوم نا ⁺ وأنيون سيليكات شافي ₃ ^{2 -}. فإنه يقال أيضا جزيء يتكون من السيليكا شافي ₂ وأكسيد الصوديوم نا ₂ O. تركيبته الكيميائية يمكن التعبير عن نا ₂ شافي ₃ أو نا أيضا ₂ O . SiO ₂.

ومع ذلك ، يمكن أن يختلف تكوين سيليكات الصوديوم اعتمادًا على نسبة SiO ₂ / Na ₂ O بالوزن أو بالشامات. ويسمى أيضًا بالسيليكات القابلة للذوبان أو الزجاج المائي. يمكن الحصول عليها على شكل مسحوق ، أو قطع كبيرة تشبه الكريستال ، أو في شكل حلول.

الصلبة سيليكات الصوديوم نا ₂ شافي ₃. Ondřej Mangl. المصدر: ويكيميديا ​​كومنز.

تستخدم سيليكات الصوديوم على نطاق واسع في المنظفات والصابون لأنها تخفف الماء ، مما يجعل التنظيف أكثر فعالية. وهو أيضًا جزء من منتجات مثل كريم الحلاقة.

وهذه هي المادة الخام لإعداد شافي ₂ المحفزات السيليكا. تُستخدم حلولهم كغراء في العديد من التطبيقات ، بدءًا من الورق اللاصق والكرتون والزجاج والبورسلين والقوالب المقاومة للحرارة والأسمنت وأقراص الكشط.

نظرًا لأنها مادة غير قابلة للاحتراق تمامًا ، يتم استخدامها في صناعة الأقمشة المقاومة للحريق ، كما أنها مقاومة للحريق وكطلاء لمعدات الحماية.

بناء

هيكل مبسط للبوليمرات في محاليل سيليكات الصوديوم. بنجه- bmm27. المصدر: ويكيميديا ​​كومنز.

الصيغة العامة لسيليكات الصوديوم هي xSiO ₂ / Na ₂ O حيث x هي نسبة الضرس أو الوزن.

النسبة المولية تعني عدد مولات SiO ₂ مقسومًا على عدد مولات Na ₂ O. نسبة الوزن تعني وزن SiO ₂ مقسومًا على وزن Na ₂ O.

تؤدي إضافة المزيد من القلويات (Na ₂ O) إلى تغيير نسبة الضرس أو الوزن.

حل سيليكات الصوديوم مع نسبة المولي منخفضة، على سبيل المثال 1/1 (1 مول من شافي ₂ و 1 مول من نا ₂ O) يحتوي أساسا شافي ₄ ⁴ أحادية ^- وS ₂ O ₅ ² dimers ^{- في} بالإضافة إلى أيونات نا ⁺.

فحل مع نسبة المولي عالية مثل 3.3 / 1 (3.3 مول من شافي ₂ لكل مول من نا ₂ O) يحتوي على نسبة عالية من الأنواع البوليمرية أو البوليمرات من السليكون والأوكسجين.

التسمية

-سيليكات الصوديوم

- سيليكات الصوديوم

- زجاج قابل للذوبان

-زجاج ماء (من كوب ماء إنجليزي)

- سيليكات قابلة للذوبان

الخصائص

الحالة الفيزيائية

- صلبة في قطع كبيرة تشبه بلورات زرقاء وخضراء

-عديم اللون إلى مسحوق أبيض متين

- محاليل مائية عديمة اللون.

الوزن الجزيئي الغرامي

من الصيغة Na ₂ SiO ₃: 122.063 جم / مول.

نقطة الانصهار

Na ₂ SiO ₃: 1089 درجة مئوية

كثافة

يعتمد ذلك على نسبة SiO ₂ / Na ₂ O.

الذوبان

عندما يكون على شكل قطع كبيرة من الزجاج المخضر ، فإنه يذوب في الماء إذا تم تسخينه وتحت ضغط عالٍ. يكون المسحوق أكثر قابلية للذوبان ، ولكن في كلتا الحالتين تعتمد قابليته للذوبان على كمية الصوديوم أو Na ₂ O التي يحتوي عليها.

كلما زاد محتوى الصوديوم (على شكل Na ₂ O) زادت سرعة ذوبانه.

الرقم الهيدروجيني

محاليلها المائية قلوية بشدة.

الخواص الكيميائية

يتم تحضيره تجاريًا بنسب SiO ₂ / Na ₂ O بوزن يتراوح من 1.5 إلى 3.3. كما شافي ₂ الزيادات في انخفاض النسبة، للذوبان في الماء والقلوية.

يمكن أن يؤدي إذابة السيليكات الصلبة في الماء إلى تكوين مخاليط هلامية أو عالية اللزوجة.

يمكن أن يكون مسحوق سيليكات الصوديوم سائلًا ، أي أنه إذا كان يحتوي على كمية عالية من Na ₂ O ، فإنه يميل إلى امتصاص الماء بسهولة من البيئة.

إذا تم خفض الرقم الهيدروجيني لمحاليلهم بإضافة حمض ، يتشكل هلام.

خصائص أخرى

إنه غير قابل للاشتعال.

الحصول

للحصول على سيليكات الصوديوم ، يتم صهر رمل السيليكا SiO ₂ بكربونات الصوديوم اللامائية Na ₂ CO ₃ في فرن مفتوح. يمكن أن تختلف النسبة المولية للرمل إلى كربونات الصوديوم تجاريًا من 0.5 إلى 3.75.

رواسب رمل السيليكا في منطقة من الهند. ರವಿಮುಂ. المصدر: ويكيميديا ​​كومنز.

التطبيقات

في الصابون والمنظفات

سيليكات الصوديوم من بين المركبات الأولى التي تستخدم في تركيبات المنظفات.

تحتوي المنظفات عمومًا على سيليكات الصوديوم في تركيبتها. المؤلف: Karunasanghvi. المصدر: Pixabay.

تعمل سيليكات الصوديوم على عزل الكالسيوم Ca ²⁺ وأيونات المغنيسيوم Mg ²⁺ ، مما يزيل ما يسمى عسر الماء ، أي تليينه. من خلال القيام بذلك ، تتشكل رواسب غير قابلة للذوبان ، لذلك يتم استخدامها بكميات صغيرة.

يسمح عمل سيليكات الصوديوم للمنظف بالعمل دون أن تؤثر الأيونات المذكورة على عملية التنظيف.

في المواد الحفازة وجل السيليكا

عادة ما يتم تحضير هلام السيليكا عن طريق تحميض محلول سيليكات الصوديوم إلى درجة حموضة أقل من 10 أو 11. يختلف الوقت اللازم للجيل.

جيل السيليكا. سيليكات الصوديوم مطلوبة لتحضيرها. المجففات. المصدر: ويكيميديا ​​كومنز.

يمكن تحضير السيليكا عن طريق خلط سيليكات الصوديوم بحمض معدني قوي. تستخدم سيليكات الصوديوم في تصنيع قواعد المواد الحفازة ، لأنها مصدر السيليكا SiO ₂.

كمادة لاصقة أو غراء

تستخدم المحاليل المائية المركزة لسيليكات الصوديوم كمواد لاصقة ومانعات تسرب. يمكنهم تحمل درجات حرارة تصل إلى 1100 درجة مئوية.

التطبيقات الرئيسية لغراء سيليكات الصوديوم هي في الورق اللاصق ، الكرتون المموج أو المموج ، الصناديق والكرتون. أيضًا من أجل لصق أو تكتيل الخشب أو لصق المعادن بأنواع مختلفة من المواد.

يتم تصنيع اللوح المموج أو المموج باستخدام غراء سيليكات الصوديوم. المؤلف: Stux. المصدر: Pixabay.

يتم استخدامه للصق الزجاج ، الخزف ، السيراميك ، المنسوجات ، الجلد ، إلخ. لربط عبوات الألياف الزجاجية والزجاج البصري والحاويات الزجاجية المقاومة للتأثير.

يسمح بإعداد الأسمنت المقاوم للحرارة لبناء الخزانات والغلايات والأفران والقوالب لصب المعادن ، وكذلك لصنع ملاط ​​أو أسمنت مقاوم للماء أو مقاوم للأحماض.

يمكن لسيليكات الصوديوم أن تتفاعل مع فلوريد السيليكون لإنتاج أسمنت مقاوم للأحماض مع ميل منخفض للتقلص وتمدد حراري مشابه لتمدد الفولاذ.

كما أنها تستخدم في صنع الأسمنت للأقراص الكاشطة المستخدمة في التلميع.

في سوائل حفر آبار النفط

تم استخدام سيليكات الصوديوم لسنوات عديدة كملاط كيميائي أثناء حفر أنواع معينة من التكوينات ذات نفاذية عالية جدًا ، مثل تلك التي تتكون من الرمل.

تعني النفاذية العالية أنه يسمح للسوائل بالمرور بسهولة.

يضاف مع مركب ينشط السيليكات لتشكيل بوليمر. يوفر هذا البوليمر القوة والصلابة ويقلل من النفاذية في التربة الحبيبية.

نظرًا لأن التربة أقل نفاذية ، لا يمر السائل خلالها بحرية وبهذه الطريقة يتم تجنب فقد السوائل أثناء مرحلة حفر البئر.

حفر آبار النفط. Oil_Rig_NT8.jpg: * العمل المشتق: Mudgineer (نقاش) Oil_Rig_NT.PNG: Tosakaderivative work: Malyszkz. المصدر: ويكيميديا ​​كومنز.

في تطبيقات مختلفة

سيليكات الصوديوم لها استخدامات متنوعة. بعضها مذكور أدناه.

- في منتجات العناية اليومية ، على سبيل المثال هو أحد مكونات كريمات الحلاقة.

- في معالجة المياه.

- في تبييض المنسوجات مثل الصوف.

- في تبييض عجينة الورق. على سبيل المثال ، لتبييض الخشب المطحون ، يتم استخدام خليط يحتوي على بيروكسيد الهيدروجين وسيليكات الصوديوم من بين المكونات الأخرى. تستخدم سيليكات الصوديوم لعزل أيونات المعادن ، والتي تميل إلى تسريع تحلل البيروكسيد.

- لصناعة الأقمشة المقاومة للحريق. كمثبط للحريق وكطلاء لمعدات الحماية.

- في أصباغ السيليكا.

- الكشف عن حبات الذرة الموبوءة بالحشرات. يتم استخدام خليط من سيليكات الصوديوم والماء حيث تطفو الحبوب المصابة على السطح بسرعة.

- في الترسيب الكهربائي للزنك.

- لتنظيف المعادن.

- في تعويم المعادن ، يتم استخدامه كمشتت للحمأة والطمي وكمكيف للأسطح المعدنية.

- تشريب الخشب.

المخاطر

سيليكات الصوديوم ، بسبب محتواها العالي من القلويات ، مهيج قوي للجلد والعينين والأغشية المخاطية. إذا تم ابتلاعها يمكن أن تكون سامة وتهيج الأغشية المخاطية بطريقة مماثلة لمحاليل الصودا الكاوية.

يجب تخزينه بشكل منفصل عن الأحماض القوية والمعادن والهالوجينات مثل الفلور التي يتفاعل معها بعنف.

المراجع

1. إبنساجاد ، س. (2015). خصائص المواد اللاصقة. سيليكات قابلة للذوبان (سيليكات البوتاسيوم والصوديوم). في كتيب المواد اللاصقة وتحضير السطح. تعافى من sciencedirect.com.
2. فينك ، جي كي (2012). إضافات فقدان السوائل. ميتاسيليكات الصوديوم. في دليل مهندس البترول للكيماويات والسوائل في حقول النفط (الإصدار الثاني). تعافى من sciencedirect.com.
3. المكتبة الوطنية الأمريكية للطب. (2019). سيليكات الصوديوم. المركز الوطني لمعلومات التكنولوجيا الحيوية. تعافى من pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
4. كيرك أوتمير. (1984). موسوعة التكنولوجيا الكيميائية ، الطبعة الثالثة ، جون وايلي وأولاده.
5. مايدا ، ك وآخرون. (2007). الزيوليت من وزارة المالية إلى المواد المسامية - و40 ^تشرين ذكرى مؤتمر الزيوليت الدولية. في دراسات في علوم السطح والحفز. تعافى من sciencedirect.com.
6. شوباد ، إس بي وناغاراجان ، ك. (2000). تركيبات المنظفات: التبادل الأيوني. في موسوعة علوم الانفصال. تعافى من sciencedirect.com.
7. Garcia-Lodeiro، I. et al. (2015). رؤى حاسمة حول تصميم الخلطة للمجلدات القائمة على الأسمنت المنشط القلوي. تأثير السيليكات: درجة بلمرة السيليكات الذائبة. في كتيب الأسمنت القلوي النشط والملاط والخرسانة. تعافى من sciencedirect.com.