Estrutura, propriedades, usos, riscos do silicato de sódio (Na2SiO3)

2025
Philip Kelley
Estrutura, propriedades, usos, riscos do silicato de sódio (Na2SiO3)

O silicato de sódio é um composto inorgânico formado por dois íons sódio Na+ e um ânion silicato SiO3dois-. Também é dito ser feito de uma molécula de sílica SiOdois e um óxido de sódio NadoisO. Sua fórmula química pode ser expressa como Nadoissim3 ou também NadoisOU.simdois.

No entanto, a composição do silicato de sódio pode variar dependendo da proporção de SiOdois/ N / DdoisEm peso ou em moles. Também é chamado de silicato solúvel ou vidro de água. Pode ser obtido na forma de pó, grandes pedaços cristalinos ou na forma de soluções..

Silicato de Sódio Nadoissim3 sólido. Ondřej Mangl [domínio público]. Fonte: Wikimedia Commons.

O silicato de sódio é amplamente utilizado em detergentes e sabões, pois suaviza a água, tornando a limpeza mais eficaz. Também faz parte de produtos como creme de barbear.

É a matéria-prima para preparar catalisadores de sílica SiOdois. Suas soluções são utilizadas como cola em diversas aplicações, desde papel adesivo e papelão, até vidro, porcelana, moldes refratários, cimento e discos abrasivos..

Por se tratar de um material totalmente incombustível, é utilizado na fabricação de tecidos à prova de fogo, por ser retardante de fogo, e como revestimento para equipamentos de proteção..

Índice do artigo

  • 1 Estrutura
  • 2 Nomenclatura
  • 3 propriedades
    • 3.1 Estado físico
    • 3.2 Peso molecular
    • 3.3 Ponto de fusão
    • 3.4 Densidade
    • 3.5 Solubilidade
    • 3,6 pH
    • 3.7 Propriedades químicas
    • 3.8 Outras propriedades
  • 4 Obtendo
  • 5 usos
    • 5.1 Em sabões e detergentes
    • 5.2 Em catalisadores e géis de sílica
    • 5.3 Como adesivo ou cola
    • 5.4 Em fluidos de perfuração de poços de petróleo
    • 5.5 Em várias aplicações
  • 6 riscos
  • 7 referências

Estrutura

Estrutura simplificada de polímeros em soluções de silicato de sódio. Benjah-bmm27 [domínio público]. Fonte: Wikimedia Commons.

A fórmula geral para silicatos de sódio é xSiOdois/ N / DdoisOu onde x é a razão molar ou de peso.

Razão molar significa número de moles de SiOdois dividido pelo número de mols de NadoisO. Razão de peso significa peso de SiOdois dividido pelo peso de NadoisOU.

Adicionando mais álcali (NadoisO) a proporção molar ou de peso é alterada.

Uma solução de silicato de sódio com uma razão molar baixa, por exemplo 1/1 (1 mole de SiOdois e 1 mole de NadoisO) contém principalmente monômeros de SiO44- e dímeros SdoisOU5dois- além dos íons Na+.

Uma solução com uma alta razão molar, como 3,3 / 1 (3,3 moles de SiOdois para cada mol de NadoisO) tem uma alta proporção de espécies poliméricas ou polímeros de silício e oxigênio.

Nomenclatura

-Silicato de sódio

-Metassilicato de Sódio

-Vidro solúvel

-Copo de água (do Inglês copo de água)

-Silicato solúvel

Propriedades

Estado físico

-Sólido em grandes pedaços que lembram cristais verde-azulados

-Sólido pulverulento incolor a branco

-Soluções aquosas incolores.

Peso molecular

Da fórmula Nadoissim3: 122,063 g / mol.

Ponto de fusão

N / Ddoissim3: 1089 ° C

Densidade

Depende da proporção de SiOdois/ N / DdoisOU.

Solubilidade

Quando na forma de grandes pedaços de cristal esverdeado, é solúvel em água se aquecido e sob alta pressão. O pó é ligeiramente mais solúvel, mas em ambos os casos sua solubilidade depende da quantidade de sódio ou NadoisOu que possui.

Quanto maior o teor de sódio (na forma de NadoisO) dissolve mais rápido.

pH

Suas soluções aquosas são fortemente alcalinas.

Propriedades quimicas

Preparado comercialmente em relacionamentos de SiOdois/ N / DdoisOu por peso variando de 1,5 a 3,3. Conforme o SiO aumentadois na relação diminui a solubilidade em água e alcalinidade.

A dissolução de silicato sólido em água pode formar misturas gelatinosas ou altamente viscosas.

O pó de silicato de sódio pode ser deliquescente, ou seja, se possuir alto teor de NadoisOu tende a absorver facilmente água do meio ambiente.

Se o pH de suas soluções é reduzido pela adição de ácido, um gel é formado.

Outras propriedades

Não é inflamável.

Obtendo

Areia de sílica SiO é derretida para obter silicatos de sódiodois com carbonato de sódio NadoisCO3 anidro em forno aberto. A proporção molar de areia para carbonato de sódio pode variar comercialmente de 0,5 a 3,75.

Depósitos de areia de sílica em uma área da Índia. ರವಿಮುಂ [CC BY-SA 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0)]. Fonte: Wikimedia Commons.

Formulários

Em sabonetes e detergentes

Os silicatos de sódio estão entre os primeiros compostos que foram usados ​​em formulações de detergentes.

Os detergentes geralmente contêm silicato de sódio em sua composição. Autor: Karunasanghvi. Fonte: Pixabay.

O silicato de sódio sequestra os íons cálcio Cadois+ e magnésio Mgdois+, eliminando o que se chama de dureza da água, ou seja, amolecendo-a. Ao fazer isso, precipitados insolúveis são formados, por isso é usado em pequenas quantidades.

A ação do silicato de sódio permite que o detergente funcione sem que os íons mencionados afetem o processo de limpeza.

Em gel de sílica e catalisadores

Os géis de sílica são comumente preparados por acidificação de uma solução de silicato de sódio a um pH inferior a 10 ou 11. O tempo necessário para gelificar varia..

Gel de sílica. Para prepará-lo é necessário silicato de sódio. Dessecantes [CC BY-SA 3.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)]. Fonte: Wikimedia Commons.

A sílica pode ser preparada misturando silicato de sódio com um ácido mineral forte. O silicato de sódio é utilizado na fabricação de bases para catalisadores, por ser fonte de sílica SiOdois.

Como adesivo ou cola

Soluções aquosas concentradas de silicato de sódio são usadas como adesivos e selantes. Eles podem suportar temperaturas de até 1100 ° C.

As principais aplicações das colas de silicato de sódio são em papel adesivo, papelão ondulado ou ondulado, caixas e cartões. Também para colar ou aglomerar madeira ou para colar metal a vários tipos de materiais.

O cartão canelado ou ondulado é fabricado com cola de silicato de sódio. Autor: Stux. Fonte: Pixabay.

É usado para colar vidro, porcelana, cerâmica, têxteis, couro, etc. Para a colagem de fibra de vidro, vidro óptico e recipientes de vidro à prova de impacto.

Permite preparar cimentos refratários para construir tanques, chaleiras, fornos e moldes para fundição de metais, bem como fazer argamassas ou cimentos impermeáveis ​​ou ácidos..

Os silicatos de sódio podem reagir com fluoretos de silício para produzir cimentos resistentes a ácidos com baixa tendência de encolhimento e expansão térmica semelhante à do aço..

Eles também são usados ​​para fazer cimentos para discos abrasivos usados ​​para polimento..

Em fluidos de perfuração de poços de petróleo

O silicato de sódio é utilizado há muitos anos como pasta química durante a perfuração de certos tipos de formações com permeabilidade muito elevada, como as constituídas por areia..

Alta permeabilidade significa que permite que os líquidos passem facilmente.

É adicionado junto com um composto que ativa o silicato para formar um polímero. Este polímero fornece resistência, rigidez e reduz a permeabilidade em solos granulares..

Como o solo é menos permeável, o líquido não passa por ele livremente e dessa forma evita-se a perda de fluido durante a fase de perfuração do poço.

Perfuração de poços de petróleo. Oil_Rig_NT8.jpg: * trabalho derivado: Mudgineer (falar) Oil_Rig_NT.PNG: Trabalho tosakaderivativo: Malyszkz [CC BY 3.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/3.0)]. Fonte: Wikimedia Commons.

Em várias aplicações

O silicato de sódio também tem uma variedade de usos. Aqui estão alguns.

-Em produtos de cuidado diário, por exemplo, é um componente de cremes de barbear.

-No tratamento de água.

-No branqueamento de tecidos como lã.

-No branqueamento da pasta de papel. Por exemplo, para branquear madeira moída, é usada uma mistura contendo peróxido de hidrogênio e silicato de sódio entre outros ingredientes. O silicato de sódio é usado para sequestrar íons metálicos, que tendem a acelerar a decomposição do peróxido..

-Para o fabrico de tecidos ignífugos. Como retardante de fogo e como revestimento para equipamentos de proteção.

-Em pigmentos de sílica.

-Para detectar grãos de milho infestados por insetos. Uma mistura de silicato de sódio e água é usada onde os grãos infestados flutuam para a superfície rapidamente.

-Em zincagem.

-Para limpar metais.

-Na flotação de minerais, é usado como dispersante para lodo e lodo e como condicionador de superfície de minerais..

-Para impregnar madeira.

Riscos

O silicato de sódio, devido ao seu alto teor de álcalis, é um forte irritante para a pele, olhos e membranas mucosas. Se ingerido, pode ser tóxico e irritar as membranas mucosas de maneira semelhante às soluções de soda cáustica..

Deve ser armazenado separadamente de ácidos fortes, metais e halogênios como o flúor, com os quais reage violentamente.

Referências

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