Il silicato di calcio (Ca2SiO4) è un composto minerale utilizzato nei materiali da costruzione, isolanti e ignifughi. È ottenuto combinando ossido di calcio e silice. Il silicato di calcio fornisce isolamento termico ed è resistente al fuoco.
| Nome IUPAC | Silicato di calcio |
| Formula molecolare | Ca2SiO4 |
| numero CAS | 1344-95-2 |
| Sinonimi | Acido silicico, sale di calcio (2:1); Metasilicato di calcio; Ossido di calcio e silicio; Ortosilicato di calcio |
| InChI | InChI=1S/Ca.2O.Si/q+2;2*-1; |
Proprietà del silicato di calcio
Massa molare del silicato di calcio
Ca2SiO4 ha una massa molare di 172.237 g/mol. Questo valore si calcola sommando le masse atomiche di calcio, silicio e ossigeno, che sono rispettivamente 40,078 g/mol, 28,085 g/mol e 15,999 g/mol. La massa molare è importante per determinare la quantità di Ca2SiO4 necessaria per le reazioni chimiche o la preparazione di soluzioni.
Punto di ebollizione del silicato di calcio
Ca2SiO4 non ha un punto di ebollizione definito perché si decompone prima di raggiungere il punto di ebollizione. Quando Ca2SiO4 viene riscaldato subisce una serie di reazioni chimiche che portano al rilascio di acqua e alla formazione di ossido di calcio e silice. La temperatura di decomposizione di Ca2SiO4 dipende dal tipo specifico e dalla composizione del composto.
Punto di fusione del silicato di calcio
Ca2SiO4 ha un punto di fusione di 2130°C. A questa temperatura Ca2SiO4 passa dallo stato solido a quello liquido. Il punto di fusione di Ca2SiO4 è relativamente alto, rendendolo adatto per applicazioni ad alta temperatura come materiali refrattari, isolanti e ignifughi.
Densità del silicato di calcio g/mL
La densità di Ca2SiO4 varia a seconda del tipo specifico e della composizione del composto. La densità di Ca2SiO4 varia da 2,2 a 2,8 g/mL. L’elevata densità di Ca2SiO4 lo rende utile per le applicazioni in cui il peso è un problema. Ad esempio, viene utilizzato come aggregato leggero nel calcestruzzo.
Peso molecolare del silicato di calcio
Il peso molecolare di Ca2SiO4 è 172,237 g/mol. Questo valore viene determinato sommando al composto i pesi atomici di calcio, silicio e ossigeno. Il peso molecolare di Ca2SiO4 viene utilizzato in vari calcoli, come determinare la concentrazione di soluzioni o la quantità di composto necessaria per le reazioni chimiche.
Struttura del silicato di calcio
Ca2SiO4 ha una struttura cristallina che può variare a seconda del tipo specifico e della composizione del composto. La struttura cristallina più comune è un sistema cristallino monoclino. La struttura cristallina di Ca2SiO4 gli conferisce alcune proprietà come elevata resistenza, stabilità termica e resistenza chimica.
Formula di silicato di calcio
La formula chimica del silicato di calcio è Ca2SiO4. Questa formula rappresenta il rapporto tra calcio, silicio e ossigeno nel composto. La formula del silicato di calcio è importante per determinarne le proprietà e per il suo utilizzo in varie applicazioni come cemento, isolamento e ignifugazione.
| Aspetto | polvere bianca |
| Peso specifico | 2,2 – 2,8 g/cm³ |
| Colore | Bianco |
| Odore | Inodore |
| Massa molare | 172.237 g/mole |
| Densità | 2,2 – 2,8 g/cm³ |
| Punto di fusione | 2130°C |
| Punto di ebollizione | Si rompe prima dell’ebollizione |
| Punto flash | Non applicabile |
| solubilità in acqua | Insolubile |
| Solubilità | Insolubile in acqua, solubile negli acidi |
| Pressione del vapore | Non applicabile |
| Densità del vapore | Non applicabile |
| pKa | Non applicabile |
| pH | 7.0 – 9.0 |
Sicurezza e pericoli del silicato di calcio
Ca2SiO4 è generalmente considerato sicuro per l’uso in una varietà di applicazioni, inclusi materiali da costruzione, isolamenti e additivi alimentari. Tuttavia, l’inalazione prolungata o eccessiva di polvere di Ca2SiO4 può irritare il sistema respiratorio. Anche il contatto della pelle e degli occhi con Ca2SiO4 può irritare. Sebbene Ca2SiO4 non sia considerata una sostanza pericolosa, è importante maneggiarla con cura e seguire le precauzioni di sicurezza quando si lavora con questo materiale. Durante la manipolazione di Ca2SiO4 è necessario indossare dispositivi di protezione individuale come guanti, occhiali di sicurezza e protezione respiratoria per ridurre al minimo i potenziali rischi per la salute.
| Simboli di pericolo | Non applicabile |
| Descrizione della sicurezza | Non è una sostanza pericolosa |
| Numeri di identificazione delle Nazioni Unite | Non applicabile |
| Codice SA | 6810.19 |
| Classe di pericolo | Non applicabile |
| Gruppo di imballaggio | Non applicabile |
| Tossicità | Bassa tossicità; può causare irritazioni alle vie respiratorie e alla pelle in caso di esposizione prolungata o eccessiva |
Metodi di sintesi del silicato di calcio
Vari metodi possono sintetizzare Ca2SiO4.
In un metodo, l’ossido di calcio (CaO) reagisce con la silice (SiO2) per produrre una miscela di silicati di calcio. Il forno ad alta temperatura consente la sintesi di Ca2SiO4. La miscela comprende Ca2SiO4 e Ca3SiO5. L’ulteriore lavorazione e macinazione della miscela produce diversi gradi di polvere di Ca2SiO4.
Un altro metodo prevede la reazione tra idrossido di calcio (Ca(OH)2) e silice in un’autoclave ad alta pressione e temperatura. Questo processo produce una forma pura di Ca2SiO4, nota come wollastonite (CaSiO3), che ha un’ampia gamma di applicazioni, tra cui come riempitivo in plastica e rivestimenti.
Altri metodi per sintetizzare Ca2SiO4 includono la reazione tra cloruro di calcio (CaCl2) e silicato di sodio (Na2SiO3) per produrre Ca2SiO4 idrato (CSH), che è il principale legante del cemento Portland.
Vari reagenti e metodi consentono la sintesi di Ca2SiO4 facendolo precipitare da una soluzione di ioni calcio e silicato.
Usi del silicato di calcio
Ca2SiO4 ha una vasta gamma di applicazioni grazie alle sue proprietà uniche, come resistenza alle alte temperature, bassa conduttività termica ed eccellente resistenza al fuoco. Ecco alcuni usi comuni di Ca2SiO4:
- Isolamento: utilizzato come materiale isolante in applicazioni ad alta temperatura come rivestimenti di forni, isolamento di caldaie e linee di vapore. La sua bassa conduttività termica lo rende un efficace isolante in questi ambienti.
- Materiali da costruzione: utilizzati in vari materiali da costruzione come mattoni, piastrelle e cemento. La sua resistenza alle alte temperature e al fuoco lo rende un materiale ideale per l’uso in pareti e soffitti resistenti al fuoco.
- Additivi alimentari: utilizzati come agente antiagglomerante in prodotti alimentari come zucchero a velo e sale. La sua capacità di assorbire l’umidità e prevenire l’agglomerazione lo rende una scelta popolare tra i produttori alimentari.
- Prodotti farmaceutici: utilizzato come eccipiente nei prodotti farmaceutici, dove funge da legante, disintegrante e agente di flusso.
- Cosmetici: utilizzato nei cosmetici come agente rigonfiante e assorbente. Aiuta a migliorare la consistenza e la sensazione di prodotti come ciprie e fondotinta.
- Altri usi: utilizzato anche nella produzione di ceramica, materiali refrattari e come riempitivo in gomma e plastica.
Domande:
D: Come si rimuove il silicato di calcio da una piscina?
R: Per rimuovere Ca2SiO4 da una piscina, utilizzare un detergente per piastrelle o una soluzione di acido muriatico e acqua. Applicare il detergente o la soluzione sulla zona interessata e strofinare con una spazzola a setole rigide. Sciacquare con abbondante acqua dopo la pulizia.
D: Come produrre il silicato di calcio refrattario a casa?
R: Non è consigliabile produrre Ca2SiO4 refrattario a casa a causa delle alte temperature e delle attrezzature specializzate richieste. È meglio acquistare prodotti refrattari Ca2SiO4 prefabbricati da un fornitore affidabile.
D: I composti del silicato di calcio si idratano per formare quali due composti?
R: I composti Ca2SiO4 si idratano per formare Ca2SiO4 idrato (CSH) e idrossido di calcio (Ca(OH)2). Questi composti svolgono un ruolo importante nella formazione e nella resistenza del calcestruzzo e di altri materiali cementizi.