Il silicato di sodio (Na2SiO3) è un composto costituito da sodio, silicio e ossigeno. Ha molti usi, tra cui come detergente, adesivo e nella produzione di gel di silice.
| Nome IUPAC | Metasilicato di sodio |
| Formula molecolare | Na2SiO3 |
| numero CAS | 6834-92-0 |
| Sinonimi | Bicchiere d’acqua, vetro liquido, vetro solubile, ortosilicato di sodio, vetro silicato di sodio, metasilicato di sodio |
| InChI | InChI=1S/2Na.O3Si/c;;1-4(2)3/q2*+1;-2 |
Proprietà del silicato di sodio
Formula di silicato di sodio
La formula del silicato di sodio è Na2SiO3, che indica che ciascuna unità del composto contiene due atomi di sodio, un atomo di silicio e tre atomi di ossigeno. Il silicato di sodio è noto anche con altre formule come Na2O·nSiO2 e Na2SiO4, a seconda del numero di unità SiO2 nell’anione del polimero. La formula del silicato di sodio è fondamentale per comprenderne le proprietà chimiche e per calcolarne la massa molare e il peso molecolare.
Massa molare del silicato di sodio
Na2SiO3 ha una massa molare di circa 122,06 g/mol. Questo viene calcolato aggiungendo le masse atomiche di sodio (22,99 g/mol), silicio (28,09 g/mol) e ossigeno (16,00 g/mol) presenti nel composto. La massa molare è una proprietà cruciale per Na2SiO3 perché aiuta a determinare la quantità di composto necessaria in una reazione.
Punto di ebollizione del silicato di sodio
Il punto di ebollizione di Na2SiO3 non è un singolo valore ma piuttosto un intervallo di temperature. Le soluzioni Na2SiO3, comunemente utilizzate nelle applicazioni industriali, hanno un intervallo di ebollizione compreso tra 100 e 110°C. Il punto di ebollizione di Na2SiO3 dipende da fattori quali la concentrazione, la purezza e la presenza di impurità.
Punto di fusione del silicato di sodio
Na2SiO3 non ha un punto di fusione distinto perché non esiste come composto solido in condizioni normali. Si trova generalmente allo stato solido sotto forma di polveri, granuli o grumi. Queste forme solide di Na2SiO3 hanno diversi punti di fusione, che variano a seconda della loro composizione e del metodo di preparazione.
Densità del silicato di sodio g/mL
La densità delle soluzioni Na2SiO3 varia a seconda della loro concentrazione. Le soluzioni di Na2SiO3 con una concentrazione del 20% hanno una densità di circa 1,14 g/mL, mentre quelle con una concentrazione del 40% hanno una densità di circa 1,34 g/mL. La densità del Na2SiO3 solido può variare da 2,3 g/mL a 2,6 g/mL, a seconda della sua purezza e dimensione delle particelle.
Peso molecolare del silicato di sodio
Il peso molecolare di Na2SiO3, noto anche come formula del peso, è la somma dei pesi atomici di tutti gli atomi presenti nel composto. Il peso molecolare di Na2SiO3 è di circa 122,06 g/mol. Conoscere il peso molecolare di un composto è essenziale per determinare la quantità di composto necessaria per una reazione specifica.
Struttura del silicato di sodio
Il silicato di sodio è un composto inorganico composto da cationi di sodio e anioni di silicato polimerico. La struttura del silicato di sodio può variare a seconda della sua composizione e del metodo di preparazione. È generalmente rappresentato dalla formula Na2O.nSiO2, dove n rappresenta il numero di unità SiO2 nell’anione del polimero. Gli anioni silicato polimerico hanno una struttura di rete tridimensionale, in cui gli atomi di silicio sono coordinati tetraedricamente con gli atomi di ossigeno.
| Aspetto | Solido, liquido o polvere incolore o bianco |
| Peso specifico | 1.4-1.6 |
| Colore | Incolore |
| Odore | Inodore |
| Massa molare | 122,06 g/mole |
| Densità | 1,14-1,34 g/ml (soluzione); 2,3-2,6 g/ml (solido) |
| Punto di fusione | Nessun punto di fusione distinto |
| Punto di ebollizione | 100-110°C (soluzione) |
| Punto flash | Non applicabile |
| solubilità in acqua | Solubile |
| Solubilità | Solubile in acqua ed etanolo; leggermente solubile in metanolo e acetone |
| Pressione del vapore | Non applicabile |
| Densità del vapore | Non applicabile |
| pKa | ~9.8 |
| pH | 11-12 (soluzione) |
Sicurezza e pericoli del silicato di sodio
Na2SiO3 può essere pericoloso se non maneggiato correttamente. È un composto caustico che può causare gravi irritazioni alla pelle e agli occhi al contatto. L’inalazione di polvere o nebbia di Na2SiO3 può causare irritazione respiratoria e danni ai polmoni. Le soluzioni Na2SiO3 sono anche molto alcaline e possono causare ustioni chimiche alla pelle o alle mucose. Durante la manipolazione di Na2SiO3 è necessario indossare dispositivi di protezione individuale adeguati, come guanti e protezione per gli occhi. In caso di contatto con la pelle o con gli occhi è necessario risciacquare immediatamente con acqua. Na2SiO3 deve inoltre essere conservato in un’area fresca, asciutta e ben ventilata, lontano da materiali incompatibili.
| Simboli di pericolo | Corrosivo, irritante |
| Descrizione della sicurezza | Tenere fuori dalla portata dei bambini. Evitare il contatto con gli occhi, la pelle e gli indumenti. Indossare guanti/indumenti protettivi/proteggere gli occhi/il viso. IN CASO DI CONTATTO CON LA PELLE: Lavare abbondantemente con acqua. IN CASO DI CONTATTO CON GLI OCCHI: sciacquare accuratamente con acqua per diversi minuti. Rimuovere le lenti a contatto, se presenti ed è facile da fare. Continua a risciacquare. IN CASO DI INGESTIONE: Sciacquare la bocca. Non provoca il vomito. Chiama un CENTRO ANTIVELENI o un medico se non ti senti bene. |
| Numeri di identificazione delle Nazioni Unite | ONU2922, ONU1824 |
| Codice SA | 2839.90.90 |
| Classe di pericolo | 8 |
| Gruppo di imballaggio | III |
| Tossicità | LD50 (orale, ratto) = 1.280 mg/kg; LC50 (inalazione, ratto) >2,28 mg/L/4h |
Metodi per la sintesi del silicato di sodio
Esistono diversi metodi per sintetizzare Na2SiO3.
Un metodo comune consiste nel fondere la silice con il carbonato di sodio ad alte temperature, che produce Na2SiO3 e anidride carbonica come sottoprodotti.
Un altro metodo prevede la reazione dell’idrossido di sodio con la silice in un recipiente ad alta pressione ad alte temperature. Per ottenere la concentrazione desiderata, diluire la soluzione altamente concentrata di Na2SiO3 con acqua.
Un terzo metodo prevede la dissoluzione del gel di silice in una soluzione di idrossido di sodio , quindi il riscaldamento e l’agitazione della miscela per favorire la reazione. Questo metodo produce una soluzione limpida e incolore di Na2SiO3.
La radiazione a microonde può riscaldare i reagenti, sintetizzando Na2SiO3.
Questi metodi producono Na2SiO3 con purezza e rese più elevate rispetto ai metodi di sintesi tradizionali.
Inoltre, alcuni studi hanno esplorato l’uso di risorse rinnovabili come le ceneri della lolla di riso e le ceneri di bagassa di canna da zucchero come fonti di silice per la sintesi di Na2SiO3, fornendo così un approccio di produzione più sostenibile.
Usi del silicato di sodio
Na2SiO3 è un composto versatile con molte applicazioni in vari settori. Alcuni degli usi comuni di Na2SiO3 sono:
- Adesivi e leganti: utilizzati come legante in varie applicazioni come cartone, scatole di cartone ondulato e compensato.
- Detersivi e saponi: utilizzati nei detersivi per bucato come tampone alcalino e agente antirideposizione.
- Trattamento dell’acqua: utilizzato nel trattamento dell’acqua come coagulante e inibitore della corrosione.
- Costruzione: utilizzato anche come indurente per calcestruzzo e stabilizzatore del terreno.
- Ceramica: utilizzata come legante nella produzione di ceramica.
- Tessili e carta: utilizzati come agente di collatura nella produzione di carta e come ritardante di fiamma nei tessili.
- Automotive: utilizzato come sigillante e additivo refrigerante nell’industria automobilistica.
- Agricoltura: utilizzato come spray fogliare per migliorare la crescita delle piante e come ammendante del terreno per ridurre la compattazione del suolo e aumentare la ritenzione idrica.
- Protezione antincendio: utilizzato come ritardante di fiamma in vari materiali come legno, tessuto e carta.
- Cura personale: utilizzato in alcuni dentifrici e deodoranti come legante e come agente di controllo della viscosità.
Domande:
D: Il silicato di sodio è tossico?
R: Na2SiO3 può essere tossico se ingerito o inalato in grandi quantità. Può irritare gli occhi, la pelle e il sistema respiratorio. Tuttavia, se utilizzato secondo le linee guida di sicurezza, ad esempio indossando dispositivi di protezione individuale adeguati, Na2SiO3 è generalmente sicuro da maneggiare.
D: Come curare Na2SiO3?
R: Na2SiO3 viene indurito esponendolo all’anidride carbonica, che fa solidificare il Na2SiO3 liquido in una sostanza dura simile al vetro. Il tempo di polimerizzazione dipende dalla concentrazione della soluzione Na2SiO3 nonché dalla temperatura e dall’umidità dell’ambiente di polimerizzazione. In genere, sono necessari diversi giorni affinché Na2SiO3 si indurisca completamente.
D: È possibile verniciare il calcestruzzo trattato con silicato di sodio?
R: Sì, è possibile verniciare il calcestruzzo trattato con Na2SiO3, ma la superficie deve essere adeguatamente preparata. Il Na2SiO3 deve indurire completamente, quindi la superficie deve essere pulita e primerizzata con un primer idoneo prima di applicare la vernice.
D: Dove acquistare il silicato di sodio vicino a me?
R: Na2SiO3 può essere acquistato da fornitori chimici, fornitori industriali e rivenditori online. È importante garantire che il fornitore sia affidabile e che Na2SiO3 sia di alta qualità e adatto all’applicazione prevista. È inoltre importante seguire le linee guida corrette per la manipolazione e la sicurezza durante l’acquisto e l’utilizzo di Na2SiO3.