โซเดียมซิลิเกต (NA2SIO3): โครงสร้างคุณสมบัติการใช้ความเสี่ยง - เคมี - 2026

โซเดียมซิลิเกตเป็นสารอนินทรีประกอบด้วยสองโซเดียมไอออน Na ⁺และประจุลบซิลิเกต SiO ₃ ² - มัน ยังบอกโมเลกุลประกอบด้วยซิลิกา SiO ₂และโซเดียมออกไซด์นา₂ทุมใช้สูตรทางเคมีสามารถแสดงเป็นนา₂ SiO ₃หรือนายัง₂ O SiO ₂ .

อย่างไรก็ตามองค์ประกอบของโซเดียมซิลิเกตอาจแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับอัตราส่วนSiO ₂ / Na ₂ O โดยน้ำหนักหรือเป็นโมล เรียกอีกอย่างว่าซิลิเกตที่ละลายน้ำได้หรือแก้วน้ำ สามารถหาได้ในรูปของผงชิ้นใหญ่คล้ายคริสตัลหรือในรูปแบบของสารละลาย

โซเดียมซิลิเกตที่เป็นของแข็งNa ₂ SiO ₃ . Ondřej Mangl. ที่มา: Wikimedia Commons

โซเดียมซิลิเกตใช้กันอย่างแพร่หลายในผงซักฟอกและสบู่เนื่องจากทำให้น้ำอ่อนลงทำให้การทำความสะอาดมีประสิทธิภาพมากขึ้น นอกจากนี้ยังเป็นส่วนหนึ่งของผลิตภัณฑ์เช่นครีมโกนหนวด

มันเป็นวัตถุดิบสำหรับการเตรียม SiO ₂ตัวเร่งปฏิกิริยาซิลิกา โซลูชันของพวกเขาใช้เป็นกาวในการใช้งานหลายประเภทตั้งแต่กระดาษกาวและกระดาษแข็งไปจนถึงแก้วพอร์ซเลนแม่พิมพ์ทนไฟซีเมนต์และแผ่นขัด

เนื่องจากเป็นวัสดุที่ไม่ติดไฟอย่างสมบูรณ์จึงใช้ทำผ้ากันไฟเนื่องจากเป็นสารหน่วงไฟและเป็นสารเคลือบสำหรับอุปกรณ์ป้องกัน

โครงสร้าง

โครงสร้างที่เรียบง่ายของโพลีเมอร์ในสารละลายโซเดียมซิลิเกต เบญจ - bmm 27. ที่มา: Wikimedia Commons

สูตรทั่วไปสำหรับโซเดียมซิลิเกตคือ xSiO ₂ / Na ₂ O โดยที่ x คืออัตราส่วนโมลาร์หรือน้ำหนัก

อัตราส่วนโมลาร์หมายถึงจำนวนโมลของ SiO ₂หารด้วยจำนวนโมลของ Na ₂ O อัตราส่วนน้ำหนักหมายถึงน้ำหนักของ SiO ₂หารด้วยน้ำหนักของ Na ₂ O

การเพิ่มอัลคาไล (Na ₂ O) มากขึ้นจะเปลี่ยนอัตราส่วนโมลาร์หรือน้ำหนัก

วิธีการแก้ปัญหาโซเดียมซิลิเกตที่มีอัตราส่วนโมเลกุลต่ำเช่น 1/1 (1 โมลของ SiO ₂และ 1 โมลของนา₂ O) ส่วนใหญ่มี SiO ₄ ^{4 -}โมโนเมอร์และ S ₂ O ₅ ^{2 -} dimers ในนอกจากไอออน นา⁺ .

สารละลายที่มีอัตราส่วนโมลาร์สูงเช่น 3.3 / 1 (3.3 โมลของ SiO ₂สำหรับแต่ละโมลของ Na ₂ O) จะมีสปีชีส์โพลีเมอร์หรือโพลีเมอร์ของซิลิกอนและออกซิเจนในสัดส่วนที่สูง

ศัพท์เฉพาะ

- โซเดียมซิลิเกต

- โซเดียมเมตาซิลิเกต

- แก้วละลายน้ำ

- แก้วน้ำ (จากแก้วน้ำภาษาอังกฤษ)

- ซิลิเกตละลายน้ำ

คุณสมบัติ

สภาพร่างกาย

- เนื้อแข็งเป็นชิ้นใหญ่คล้ายกับคริสตัลสีเขียวอมฟ้า

- ไม่มีสีเป็นผงสีขาว

- สารละลายที่เป็นน้ำไม่มีสี

น้ำหนักโมเลกุล

จากสูตร Na ₂ SiO ₃ : 122.063 g / mol

จุดหลอมเหลว

นา₂ SiO ₃ : 1089 ° C

ความหนาแน่น

ขึ้นอยู่กับอัตราส่วน SiO ₂ / Na ₂ O

การละลาย

เมื่อมันอยู่ในรูปของแก้วสีเขียวชิ้นใหญ่จะละลายได้ในน้ำถ้าได้รับความร้อนและอยู่ภายใต้ความกดดันสูง ผงละลายได้มากกว่าเล็กน้อย แต่ในทั้งสองกรณีความสามารถในการละลายขึ้นอยู่กับปริมาณโซเดียมหรือ Na ₂ O ที่มีอยู่

ปริมาณโซเดียมที่สูงขึ้น (ในรูปของ Na ₂ O) ก็จะยิ่งละลายได้เร็วขึ้น

พีเอช

สารละลายที่เป็นน้ำมีฤทธิ์เป็นด่างอย่างมาก

คุณสมบัติทางเคมี

จัดทำในเชิงพาณิชย์ในอัตราส่วน SiO ₂ / Na ₂ O โดยน้ำหนักตั้งแต่ 1.5 ถึง 3.3 เมื่ออัตราส่วนSiO ₂เพิ่มขึ้นความสามารถในการละลายน้ำและความเป็นด่างจะลดลง

การละลายซิลิเกตที่เป็นของแข็งในน้ำอาจทำให้เกิดส่วนผสมที่เป็นเจลาตินหรือมีความหนืดสูง

ผงโซเดียมซิลิเกตอาจเป็นผงซักฟอกกล่าวคือถ้ามี Na ₂ O ในปริมาณสูงก็มีแนวโน้มที่จะดูดซับน้ำจากสิ่งแวดล้อมได้ง่าย

หาก pH ของสารละลายลดลงโดยการเติมกรดรูปแบบเจล

คุณสมบัติอื่น ๆ

ไม่ติดไฟ

การได้รับ

เพื่อให้ได้โซเดียมซิลิเกตทรายซิลิก้า SiO ₂จะถูกหลอมด้วยโซเดียมคาร์บอเนตปราศจากNa ₂ CO ₃ในเตาเผาแบบเปิด อัตราส่วนโมลาร์ของทรายต่อโซเดียมคาร์บอเนตอาจแตกต่างกันไปในเชิงพาณิชย์ตั้งแต่ 0.5 ถึง 3.75

ทรายซิลิก้าสะสมอยู่ในพื้นที่ของอินเดีย ರವಿಮುಂ. ที่มา: Wikimedia Commons

การประยุกต์ใช้งาน

ในสบู่และผงซักฟอก

โซเดียมซิลิเกตเป็นสารประกอบกลุ่มแรกที่ใช้ในสูตรผงซักฟอก

ผงซักฟอกโดยทั่วไปมีโซเดียมซิลิเกตเป็นองค์ประกอบ ผู้แต่ง: Karunasanghvi. ที่มา: Pixabay

โซเดียมซิลิเกตกักเก็บแคลเซียม Ca ²⁺และแมกนีเซียม Mg ²⁺ไอออนกำจัดสิ่งที่เรียกว่าความกระด้างของน้ำนั่นคือทำให้มันอ่อนตัวลง การทำเช่นนี้จะทำให้เกิดตะกอนที่ไม่ละลายน้ำดังนั้นจึงใช้ในปริมาณเล็กน้อย

การทำงานของโซเดียมซิลิเกตช่วยให้ผงซักฟอกทำงานโดยที่ไอออนที่กล่าวถึงไม่ส่งผลต่อกระบวนการทำความสะอาด

ในตัวเร่งปฏิกิริยาและซิลิกาเจล

ซิลิกาเจลมักเตรียมโดยการทำให้สารละลายโซเดียมซิลิเกตเป็นกรดให้มี pH น้อยกว่า 10 หรือ 11 เวลาที่ใช้ในการเจลจะแตกต่างกันไป

ซิลิก้าเจล ต้องเตรียมโซเดียมซิลิเกต สารดูดความชื้น. ที่มา: Wikimedia Commons

ซิลิกาสามารถเตรียมได้โดยการผสมโซเดียมซิลิเกตกับกรดแร่ธาตุที่เข้มข้น โซเดียมซิลิเกตถูกนำมาใช้ในการผลิตของฐานสำหรับตัวเร่งปฏิกิริยาเพราะมันเป็นแหล่งที่มาของซิลิกา SiO 2

เป็นกาวหรือกาว

สารละลายโซเดียมซิลิเกตเข้มข้นใช้เป็นกาวและสารเคลือบหลุมร่องฟัน สามารถทนอุณหภูมิได้สูงถึง 1100 ° C

การใช้งานหลักของกาวโซเดียมซิลิเกตอยู่ในกระดาษกาวกระดาษลูกฟูกหรือกระดาษลูกฟูกกล่องและกล่องกระดาษ สำหรับการติดกาวหรือการรวมตัวของไม้หรือสำหรับการยึดโลหะกับวัสดุประเภทต่างๆ

กระดาษลูกฟูกหรือกระดาษลูกฟูกผลิตโดยใช้กาวโซเดียมซิลิเกต ผู้แต่ง: Stux. ที่มา: Pixabay

ใช้สำหรับกาวแก้วพอร์ซเลนเซรามิกสิ่งทอหนัง ฯลฯ สำหรับยึดติดไฟเบอร์กลาสแก้วแสงและภาชนะแก้วที่ทนต่อแรงกระแทก

ช่วยให้การเตรียมซีเมนต์ทนไฟเพื่อสร้างถังกาต้มน้ำเตาเผาและแม่พิมพ์สำหรับการหล่อโลหะตลอดจนการทำครกหรือซีเมนต์กันน้ำหรือกรด

โซเดียมซิลิเกตสามารถทำปฏิกิริยากับซิลิกอนฟลูออไรด์เพื่อผลิตซีเมนต์ที่ทนกรดโดยมีแนวโน้มที่จะหดตัวต่ำและมีการขยายตัวทางความร้อนคล้ายกับเหล็ก

นอกจากนี้ยังใช้ในการทำซีเมนต์สำหรับแผ่นขัดที่ใช้สำหรับขัดเงา

ในน้ำมันขุดเจาะบ่อน้ำมัน

โซเดียมซิลิเกตถูกใช้เป็นยาแนวเคมีเป็นเวลาหลายปีในระหว่างการเจาะวัสดุบางประเภทที่มีความสามารถในการซึมผ่านสูงมากเช่นที่ประกอบด้วยทราย

ความสามารถในการซึมผ่านสูงช่วยให้ของเหลวผ่านได้ง่าย

มันถูกเพิ่มพร้อมกับสารประกอบที่กระตุ้นให้ซิลิเกตสร้างโพลีเมอร์ โพลีเมอร์นี้ให้ความแข็งแรงความแข็งแกร่งและลดการซึมผ่านในดินเม็ด

เนื่องจากดินซึมผ่านได้น้อยของเหลวจึงไม่ผ่านเข้าไปได้อย่างอิสระและด้วยวิธีนี้จะหลีกเลี่ยงการสูญเสียของเหลวในระหว่างขั้นตอนการขุดเจาะบ่อ

การขุดเจาะบ่อน้ำมัน Oil_Rig_NT8.jpg: * งานอนุพันธ์: Mudgineer (พูดคุย) Oil_Rig_NT.PNG: Tosakaderivative work: Malyszkz. ที่มา: Wikimedia Commons

ในการใช้งานต่างๆ

โซเดียมซิลิเกตยังใช้ประโยชน์ได้หลากหลาย บางส่วนมีการกล่าวถึงด้านล่าง

- ในผลิตภัณฑ์ดูแลประจำวันเช่นเป็นส่วนประกอบของครีมโกนหนวด

- ในการบำบัดน้ำ

- ในการฟอกสีสิ่งทอเช่นขนสัตว์

- ในการฟอกเยื่อกระดาษ ตัวอย่างเช่นในการฟอกสีไม้พื้นจะใช้ส่วนผสมที่มีไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์และโซเดียมซิลิเกตในส่วนผสมอื่น ๆ โซเดียมซิลิเกตใช้ในการแยกไอออนของโลหะซึ่งมีแนวโน้มที่จะเร่งการสลายตัวของเปอร์ออกไซด์

- สำหรับผลิตผ้ากันไฟ เป็นสารหน่วงไฟและเป็นสารเคลือบสำหรับอุปกรณ์ป้องกัน

- ในเม็ดสีซิลิกา

- ตรวจสอบเมล็ดข้าวโพดที่แมลงรบกวน ส่วนผสมของโซเดียมซิลิเกตและน้ำถูกใช้เพื่อให้ธัญพืชที่ถูกรบกวนลอยขึ้นสู่ผิวน้ำอย่างรวดเร็ว

- ในการแยกตัวด้วยไฟฟ้าของสังกะสี

- ทำความสะอาดโลหะ

- ในการลอยแร่ธาตุจะใช้เป็นสารช่วยกระจายตะกอนและตะกอนและเป็นครีมนวดสำหรับพื้นผิวแร่

- การชุบไม้

ความเสี่ยง

โซเดียมซิลิเกตเนื่องจากมีอัลคาไลสูงจึงเป็นสารระคายเคืองอย่างรุนแรงต่อผิวหนังตาและเยื่อเมือก หากกลืนเข้าไปอาจเป็นพิษและระคายเคืองเยื่อเมือกในลักษณะเดียวกับสารละลายโซดาไฟ

ต้องจัดเก็บแยกต่างหากจากกรดแก่โลหะและฮาโลเจนเช่นฟลูออรีนซึ่งจะทำปฏิกิริยารุนแรง

อ้างอิง

1. เอ็บเนซาจจาด, S. (2015). ลักษณะของวัสดุกาว ซิลิเกตที่ละลายน้ำได้ (โพแทสเซียมและโซเดียมซิลิเกต) ในคู่มือการใช้กาวและการเตรียมพื้นผิว กู้คืนจาก sciencedirect.com.
2. ฟิงค์ JK (2012). สารเติมแต่งการสูญเสียของเหลว โซเดียมเมตาซิลิเกต ในคู่มือวิศวกรปิโตรเลียมเกี่ยวกับสารเคมีและของเหลวในแหล่งน้ำมัน (ฉบับที่สอง) กู้คืนจาก sciencedirect.com.
3. หอสมุดแพทยศาสตร์แห่งชาติสหรัฐอเมริกา (2019). โซเดียมซิลิเกต ศูนย์ข้อมูลเทคโนโลยีชีวภาพแห่งชาติ กู้คืนจาก pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
4. เคิร์ก - โอ ธ เมอร์ (2527). สารานุกรมเทคโนโลยีเคมี, 3rd ed., John Wiley and Sons.
5. Maeda, K. และคณะ (2550). ซีโอไลต์จากกระทรวงการคลังให้กับวัสดุที่มีรูพรุน - 40 ^วันครบรอบของการประชุมนานาชาติซีโอไลต์ ในการศึกษาวิทยาศาสตร์พื้นผิวและการเร่งปฏิกิริยา กู้คืนจาก sciencedirect.com.
6. Chopade, SP และ Nagarajan, K. (2000). สูตรผงซักฟอก: การแลกเปลี่ยนไอออน ในสารานุกรมวิทยาศาสตร์การแยก. กู้คืนจาก sciencedirect.com.
7. Garcia-Lodeiro, I. et al. (2015) ข้อมูลเชิงลึกที่สำคัญเกี่ยวกับการออกแบบส่วนผสมของสารยึดเกาะที่ใช้ปูนซีเมนต์อัลคาไล ผลของซิลิเกต: ระดับของพอลิเมอไรเซชันซิลิเกตที่ละลายน้ำได้ ในคู่มือของปูนซีเมนต์ปูนและคอนกรีตที่เปิดใช้งานอัลคาไล กู้คืนจาก sciencedirect.com.