Calciumsilikat (Ca2SiO4) ist eine mineralische Verbindung, die in Baumaterialien, Isolierungen und Brandschutzmitteln verwendet wird. Es wird durch die Kombination von Kalziumoxid und Kieselsäure hergestellt. Calciumsilikat sorgt für Wärmedämmung und ist feuerbeständig.
| IUPAC-Name | Calciumsilicat |
| Molekularformel | Ca2SiO4 |
| CAS-Nummer | 1344-95-2 |
| Synonyme | Kieselsäure, Calciumsalz (2:1); Calciummetasilikat; Calcium- und Siliziumoxid; Calciumorthosilikat |
| InChI | InChI=1S/Ca.2O.Si/q+2;2*-1; |
Eigenschaften von Calciumsilikat
Molmasse von Calciumsilikat
Ca2SiO4 hat eine Molmasse von 172.237 g/mol. Dieser Wert wird durch Addition der Atommassen von Kalzium, Silizium und Sauerstoff berechnet, die jeweils 40,078 g/mol, 28,085 g/mol und 15,999 g/mol betragen. Die Molmasse ist wichtig, um die Menge an Ca2SiO4 zu bestimmen, die für chemische Reaktionen oder die Herstellung von Lösungen benötigt wird.
Siedepunkt von Calciumsilikat
Ca2SiO4 hat keinen eindeutigen Siedepunkt, da es sich zersetzt, bevor es seinen Siedepunkt erreicht. Beim Erhitzen von Ca2SiO4 kommt es zu einer Reihe chemischer Reaktionen, die zur Freisetzung von Wasser und zur Bildung von Calciumoxid und Kieselsäure führen. Die Zersetzungstemperatur von Ca2SiO4 hängt von der spezifischen Art und Zusammensetzung der Verbindung ab.
Schmelzpunkt von Calciumsilikat
Ca2SiO4 hat einen Schmelzpunkt von 2130°C. Bei dieser Temperatur geht Ca2SiO4 vom festen in den flüssigen Zustand über. Der Schmelzpunkt von Ca2SiO4 ist relativ hoch und eignet sich daher für Hochtemperaturanwendungen wie feuerfeste Materialien, Isolierung und Brandschutz.
Dichte von Calciumsilikat g/ml
Die Dichte von Ca2SiO4 variiert je nach Art und Zusammensetzung der Verbindung. Die Dichte von Ca2SiO4 liegt zwischen 2,2 und 2,8 g/ml. Die hohe Dichte von Ca2SiO4 macht es für Anwendungen geeignet, bei denen es auf das Gewicht ankommt. Beispielsweise wird es als Leichtzuschlagstoff in Beton eingesetzt.
Molekulargewicht von Calciumsilikat
Das Molekulargewicht von Ca2SiO4 beträgt 172,237 g/mol. Dieser Wert wird durch Addition der Atomgewichte von Calcium, Silizium und Sauerstoff zur Verbindung ermittelt. Das Molekulargewicht von Ca2SiO4 wird in verschiedenen Berechnungen verwendet, beispielsweise zur Bestimmung der Konzentration von Lösungen oder der Menge einer Verbindung, die für chemische Reaktionen benötigt wird.
Struktur von Calciumsilikat
Ca2SiO4 hat eine Kristallstruktur, die je nach Art und Zusammensetzung der Verbindung variieren kann. Die häufigste Kristallstruktur ist ein monoklines Kristallsystem. Die Kristallstruktur von Ca2SiO4 verleiht ihm bestimmte Eigenschaften wie hohe Festigkeit, thermische Stabilität und chemische Beständigkeit.
Calciumsilikat-Formel
Die chemische Formel für Calciumsilikat lautet Ca2SiO4. Diese Formel stellt das Verhältnis von Kalzium, Silizium und Sauerstoff in der Verbindung dar. Die Formel von Calciumsilikat ist wichtig für die Bestimmung seiner Eigenschaften und für seine Verwendung in verschiedenen Anwendungen wie Zement, Isolierung und Brandschutz.
| Aussehen | weißes Puder |
| Spezifisches Gewicht | 2,2 – 2,8 g/cm³ |
| Farbe | Weiß |
| Geruch | Geruchlos |
| Molmasse | 172.237 g/Mol |
| Dichte | 2,2 – 2,8 g/cm³ |
| Fusionspunkt | 2130°C |
| Siedepunkt | Zerfällt vor dem Kochen |
| Blitzpunkt | Unzutreffend |
| Löslichkeit in Wasser | Unlöslich |
| Löslichkeit | Unlöslich in Wasser, löslich in Säuren |
| Dampfdruck | Unzutreffend |
| Wasserdampfdichte | Unzutreffend |
| pKa | Unzutreffend |
| pH-Wert | 7,0 – 9,0 |
Sicherheit und Gefahren von Kalziumsilikat
Ca2SiO4 gilt im Allgemeinen als sicher für die Verwendung in einer Vielzahl von Anwendungen, einschließlich Baumaterialien, Isolierungen und Lebensmittelzusatzstoffen. Längeres oder übermäßiges Einatmen von Ca2SiO4-Staub kann jedoch zu Reizungen der Atemwege führen. Haut- und Augenkontakt mit Ca2SiO4 können ebenfalls zu Reizungen führen. Obwohl Ca2SiO4 nicht als gefährlicher Stoff gilt, ist es wichtig, bei der Arbeit mit diesem Material vorsichtig damit umzugehen und Sicherheitsvorkehrungen zu beachten. Beim Umgang mit Ca2SiO4 sollte persönliche Schutzausrüstung wie Handschuhe, Schutzbrille und Atemschutz getragen werden, um mögliche Gesundheitsrisiken zu minimieren.
| Gefahrensymbole | Unzutreffend |
| Sicherheitsbeschreibung | Kein gefährlicher Stoff |
| UN-Identifikationsnummern | Unzutreffend |
| HS-Code | 6810.19 |
| Gefahrenklasse | Unzutreffend |
| Verpackungsgruppe | Unzutreffend |
| Toxizität | Geringe Toxizität; Bei längerer oder übermäßiger Exposition kann es zu Reizungen der Atemwege und der Haut kommen |
Methoden zur Calciumsilikat-Synthese
Verschiedene Methoden können Ca2SiO4 synthetisieren.
Bei einer Methode reagiert Calciumoxid (CaO) mit Siliciumdioxid (SiO2) und erzeugt eine Mischung aus Calciumsilikaten. Der Hochtemperaturofen ermöglicht die Synthese von Ca2SiO4. Die Mischung umfasst Ca2SiO4 und Ca3SiO5. Durch die weitere Verarbeitung und Vermahlung der Mischung entstehen verschiedene Qualitäten von Ca2SiO4-Pulver.
Eine andere Methode beinhaltet die Reaktion zwischen Calciumhydroxid (Ca(OH)2) und Kieselsäure in einem Autoklaven bei hohem Druck und hoher Temperatur. Bei diesem Verfahren entsteht eine reine Form von Ca2SiO4, bekannt als Wollastonit (CaSiO3), das vielfältige Anwendungsmöglichkeiten hat, unter anderem als Füllstoff in Kunststoffen und Beschichtungen.
Andere Methoden zur Synthese von Ca2SiO4 umfassen die Reaktion zwischen Calciumchlorid (CaCl2) und Natriumsilikat (Na2SiO3) zur Herstellung von Ca2SiO4-Hydrat (CSH), dem Hauptbindemittel in Portlandzement.
Verschiedene Reagenzien und Methoden ermöglichen die Synthese von Ca2SiO4 durch Ausfällen aus einer Lösung von Calcium- und Silikat-Ionen.
Verwendung von Calciumsilikat
Ca2SiO4 hat aufgrund seiner einzigartigen Eigenschaften, wie hohe Temperaturbeständigkeit, geringe Wärmeleitfähigkeit und ausgezeichnete Feuerbeständigkeit, ein breites Anwendungsspektrum. Hier sind einige häufige Verwendungen von Ca2SiO4:
- Isolierung: Wird als Isoliermaterial in Hochtemperaturanwendungen wie Ofenauskleidungen, Kesselisolierungen und Dampfleitungen verwendet. Aufgrund seiner geringen Wärmeleitfähigkeit ist es in diesen Umgebungen ein wirksamer Isolator.
- Baumaterialien: Wird in verschiedenen Baumaterialien wie Ziegeln, Fliesen und Zement verwendet. Seine Beständigkeit gegen hohe Temperaturen und Feuer macht es zu einem idealen Material für den Einsatz in feuerbeständigen Wänden und Decken.
- Lebensmittelzusatzstoffe: Wird als Antibackmittel in Lebensmitteln wie Puderzucker und Salz verwendet. Seine Fähigkeit, Feuchtigkeit aufzunehmen und ein Zusammenbacken zu verhindern, macht es zu einer beliebten Wahl bei Lebensmittelherstellern.
- Pharmazeutika: Wird als Hilfsstoff in pharmazeutischen Produkten verwendet und dient dort als Bindemittel, Sprengmittel und Fließmittel.
- Kosmetik: Wird in der Kosmetik als Quell- und Absorptionsmittel eingesetzt. Es hilft, die Textur und das Gefühl von Produkten wie Gesichtspudern und Grundierungen zu verbessern.
- Weitere Verwendungszwecke: Wird auch bei der Herstellung von Keramik, feuerfesten Materialien und als Füllstoff in Gummi und Kunststoffen verwendet.
Fragen:
F: Wie entfernt man Kalziumsilikat aus einem Schwimmbad?
A: Um Ca2SiO4 aus einem Pool zu entfernen, verwenden Sie einen Poolfliesenreiniger oder eine Lösung aus Salzsäure und Wasser. Tragen Sie das Reinigungsmittel oder die Lösung auf die betroffene Stelle auf und schrubben Sie es mit einer Bürste mit steifen Borsten. Nach der Reinigung mit viel Wasser abspülen.
F: Wie stellt man feuerfestes Kalziumsilikat zu Hause her?
A: Aufgrund der hohen Temperaturen und der erforderlichen Spezialausrüstung wird nicht empfohlen, feuerfestes Ca2SiO4 zu Hause herzustellen. Am besten kaufen Sie vorgefertigte feuerfeste Ca2SiO4-Produkte von einem seriösen Lieferanten.
F: Calciumsilikatverbindungen hydratisieren und bilden welche zwei Verbindungen?
A: Ca2SiO4-Verbindungen hydratisieren unter Bildung von hydratisiertem Ca2SiO4 (CSH) und Calciumhydroxid (Ca(OH)2). Diese Verbindungen spielen eine wichtige Rolle bei der Bildung und Festigkeit von Beton und anderen zementären Materialien.