Natriumsilicaat (Na2SiO3) is een verbinding gemaakt van natrium, silicium en zuurstof. Het heeft vele toepassingen, onder meer als wasmiddel, lijm en bij de productie van silicagel.
| IUPAC-naam | Natriummetasilicaat |
| Moleculaire formule | Na2SiO3 |
| CAS-nummer | 6834-92-0 |
| Synoniemen | Waterglas, vloeibaar glas, oplosbaar glas, natriumorthosilicaat, natriumsilicaatglas, natriummetasilicaat |
| InChi | InChI=1S/2Na.O3Si/c;;1-4(2)3/q2*+1;-2 |
Eigenschappen van natriumsilicaat
Natriumsilicaatformule
De formule voor natriumsilicaat is Na2SiO3, wat aangeeft dat elke eenheid van de verbinding twee natriumatomen, één siliciumatoom en drie zuurstofatomen bevat. Natriumsilicaat is ook bekend onder andere formules zoals Na2O·nSiO2 en Na2SiO4, afhankelijk van het aantal SiO2-eenheden in het polymeeranion. De formule voor natriumsilicaat is cruciaal voor het begrijpen van de chemische eigenschappen ervan en voor het berekenen van de molaire massa en het molecuulgewicht.
Natriumsilicaat molaire massa
Na2SiO3 heeft een molaire massa van ongeveer 122,06 g/mol. Dit wordt berekend door de atoommassa’s van natrium (22,99 g/mol), silicium (28,09 g/mol) en zuurstof (16,00 g/mol) aanwezig in de verbinding op te tellen. Molaire massa is een cruciale eigenschap voor Na2SiO3 omdat deze helpt bij het bepalen van de hoeveelheid verbinding die nodig is bij een reactie.
Kookpunt van natriumsilicaat
Het kookpunt van Na2SiO3 is niet één enkele waarde, maar eerder een reeks temperaturen. Na2SiO3-oplossingen, die gewoonlijk in industriële toepassingen worden gebruikt, hebben een kooktraject van 100 tot 110°C. Het kookpunt van Na2SiO3 hangt af van factoren zoals de concentratie, zuiverheid en de aanwezigheid van onzuiverheden.
Smeltpunt van natriumsilicaat
Na2SiO3 heeft geen duidelijk smeltpunt omdat het onder normale omstandigheden niet als vaste verbinding bestaat. Het wordt over het algemeen in vaste vorm aangetroffen in de vorm van poeders, korrels of klonten. Deze vaste vormen van Na2SiO3 hebben verschillende smeltpunten, die variëren afhankelijk van hun samenstelling en bereidingswijze.
Dichtheid van natriumsilicaat g/ml
De dichtheid van Na2SiO3-oplossingen varieert afhankelijk van hun concentratie. Na2SiO3-oplossingen met een concentratie van 20% hebben een dichtheid van ongeveer 1,14 g/ml, terwijl oplossingen met een concentratie van 40% een dichtheid hebben van ongeveer 1,34 g/ml. De dichtheid van vast Na2SiO3 kan variëren van 2,3 g/ml tot 2,6 g/ml, afhankelijk van de zuiverheid en deeltjesgrootte.
Natriumsilicaat Molecuulgewicht
Het molecuulgewicht van Na2SiO3, ook wel de gewichtsformule genoemd, is de som van de atoomgewichten van alle atomen die in de verbinding aanwezig zijn. Het molecuulgewicht van Na2SiO3 bedraagt ongeveer 122,06 g/mol. Het kennen van het molecuulgewicht van een verbinding is essentieel voor het bepalen van de hoeveelheid verbinding die nodig is voor een specifieke reactie.
Structuur van natriumsilicaat
Natriumsilicaat is een anorganische verbinding bestaande uit natriumkationen en polymeersilicaatanionen. De structuur van natriumsilicaat kan variëren afhankelijk van de samenstelling en bereidingswijze. Het wordt doorgaans weergegeven door de formule Na2O.nSiO2, waarbij n het aantal SiO2-eenheden in het polymeeranion voorstelt. Polymeersilicaatanionen hebben een driedimensionale netwerkstructuur, waarin siliciumatomen tetraëdrisch zijn gecoördineerd met zuurstofatomen.
| Verschijning | Kleurloze of witte vaste stof, vloeistof of poeder |
| Soortelijk gewicht | 1,4-1,6 |
| Kleur | Kleurloos |
| Geur | Geurloos |
| Molaire massa | 122,06 g/mol |
| Dikte | 1,14-1,34 g/ml (oplossing); 2,3-2,6 g/ml (vast) |
| Fusie punt | Geen duidelijk smeltpunt |
| Kookpunt | 100-110°C (oplossing) |
| Flitspunt | Niet toepasbaar |
| oplosbaarheid in water | Oplosbaar |
| Oplosbaarheid | Oplosbaar in water en ethanol; enigszins oplosbaar in methanol en aceton |
| Dampdruk | Niet toepasbaar |
| Dampdichtheid | Niet toepasbaar |
| pKa | ~9,8 |
| pH | 11-12 (oplossing) |
Veiligheid en gevaren van natriumsilicaat
Na2SiO3 kan gevaarlijk zijn als er niet op de juiste manier mee wordt omgegaan. Het is een bijtende verbinding die bij contact ernstige huid- en oogirritatie kan veroorzaken. Inademing van Na2SiO3-stof of -nevel kan irritatie van de luchtwegen en longschade veroorzaken. Na2SiO3-oplossingen zijn ook zeer alkalisch en kunnen chemische brandwonden aan de huid of slijmvliezen veroorzaken. Bij het hanteren van Na2SiO3 moeten geschikte persoonlijke beschermingsmiddelen, zoals handschoenen en oogbescherming, worden gedragen. Bij contact met de huid of ogen is onmiddellijk spoelen met water noodzakelijk. Na2SiO3 moet ook worden bewaard in een koele, droge, goed geventileerde ruimte, uit de buurt van onverenigbare materialen.
| Gevarensymbolen | Bijtend, irriterend |
| Beveiligingsbeschrijving | Buiten bereik van kinderen houden. Vermijd contact met ogen, huid en kleding. Draag beschermende handschoenen/beschermende kleding/oogbescherming/gelaatsbescherming. BIJ CONTACT MET DE HUID: Met veel water wassen. BIJ CONTACT MET DE OGEN: voorzichtig afspoelen met water gedurende enkele minuten. Verwijder contactlenzen, indien aanwezig en gemakkelijk te doen. Ga door met spoelen. NA INSLIKKEN: Mond spoelen. GEEN braken opwekken. Als u zich onwel voelt, bel dan een ANTIGIFCENTRUM of een arts. |
| VN-identificatienummers | UN2922, UN1824 |
| HS-code | 2839.90.90 |
| Gevarenklasse | 8 |
| Verpakkingsgroep | III |
| Toxiciteit | LD50 (oraal, rat) = 1,280 mg/kg; LC50 (inhalatie, rat) >2,28 mg/l/4 uur |
Methoden voor de synthese van natriumsilicaat
Er bestaan verschillende methoden om Na2SiO3 te synthetiseren.
Een gebruikelijke methode is het smelten van silica met natriumcarbonaat bij hoge temperaturen, waarbij Na2SiO3 en kooldioxide als bijproducten ontstaan.
Een andere methode omvat het laten reageren van natriumhydroxide met silica in een hogedrukvat bij hoge temperaturen. Om de gewenste concentratie te verkrijgen, verdunt u de sterk geconcentreerde Na2SiO3-oplossing met water.
Een derde methode omvat het oplossen van silicagel in een oplossing van natriumhydroxide , waarna het mengsel wordt verwarmd en geroerd om de reactie te bevorderen. Deze methode levert een heldere, kleurloze oplossing van Na2SiO3 op.
Microgolfstraling kan de reactanten verwarmen, waardoor Na2SiO3 wordt gesynthetiseerd.
Deze methoden produceren Na2SiO3 met een hogere zuiverheid en opbrengst dan traditionele synthesemethoden.
Bovendien hebben sommige onderzoeken het gebruik van hernieuwbare hulpbronnen, zoals de as van rijstschillen en de as van suikerrietbagasse, onderzocht als bronnen van silica voor de Na2SiO3-synthese, waardoor een duurzamere productieaanpak werd geboden.
Gebruik van natriumsilicaat
Na2SiO3 is een veelzijdige verbinding met vele toepassingen in diverse industrieën. Enkele veel voorkomende toepassingen van Na2SiO3 zijn:
- Kleefstoffen en bindmiddelen: Gebruikt als bindmiddel in diverse toepassingen zoals karton, golfkartonnen dozen en multiplex.
- Wasmiddelen en zepen: Gebruikt in wasmiddelen als alkalische buffer en anti-herafzettingsmiddel.
- Waterbehandeling: Gebruikt bij waterbehandeling als coagulatiemiddel en corrosieremmer.
- Constructie: Wordt ook gebruikt als betonverharder en bodemstabilisator.
- Keramiek: Gebruikt als bindmiddel bij de productie van keramiek.
- Textiel en papier: Gebruikt als lijmmiddel bij de papierproductie en als vlamvertrager in textiel.
- Automotive: Gebruikt als afdichtings- en koelmiddeladditief in de auto-industrie.
- Landbouw: Gebruikt als bladspray om de plantengroei te verbeteren en als bodemverbetering om de bodemverdichting te verminderen en het vasthouden van water te vergroten.
- Brandbeveiliging: Gebruikt als vlamvertrager in verschillende materialen zoals hout, stof en papier.
- Persoonlijke verzorging: Wordt in sommige tandpasta’s en deodorants gebruikt als bindmiddel en als viscositeitscontrolemiddel.
Vragen:
Vraag: Is natriumsilicaat giftig?
A: Na2SiO3 kan giftig zijn als het in grote hoeveelheden wordt ingenomen of ingeademd. Het kan de ogen, huid en luchtwegen irriteren. Bij gebruik volgens de veiligheidsrichtlijnen, zoals het dragen van geschikte persoonlijke beschermingsmiddelen, is Na2SiO3 echter over het algemeen veilig te hanteren.
Vraag: Hoe kan ik Na2SiO3 genezen?
A: Na2SiO3 wordt gehard door het bloot te stellen aan kooldioxide, waardoor het vloeibare Na2SiO3 stolt tot een harde, glasachtige substantie. De uithardingstijd is afhankelijk van de concentratie van de Na2SiO3-oplossing en van de temperatuur en vochtigheid van de uithardingsomgeving. Normaal gesproken duurt het enkele dagen voordat Na2SiO3 volledig is uitgehard.
Vraag: Kun je over beton schilderen dat is behandeld met natriumsilicaat?
A: Ja, het is mogelijk om over beton te schilderen dat behandeld is met Na2SiO3, maar de ondergrond moet wel goed voorbereid zijn. De Na2SiO3 moet volledig uitharden, daarna moet het oppervlak worden gereinigd en gegrond met een geschikte primer voordat de verf wordt aangebracht.
Vraag: Waar kan ik natriumsilicaat bij mij in de buurt kopen?
A: Na2SiO3 kan worden gekocht bij chemische leveranciers, industriële leveranciers en online retailers. Het is belangrijk om ervoor te zorgen dat de leverancier een goede reputatie heeft en dat de Na2SiO3 van hoge kwaliteit is en geschikt is voor de beoogde toepassing. Het is ook belangrijk om de juiste hanterings- en veiligheidsrichtlijnen te volgen bij de aankoop en het gebruik van Na2SiO3.