Sodyum silikat (Na2SiO3), sodyum, silikon ve oksijenden oluşan bir bileşiktir. Deterjan, yapıştırıcı ve silika jel üretimi de dahil olmak üzere birçok kullanım alanı vardır.
| IUPAC Adı | Sodyum metasilikat |
| Moleküler formül | Na2SiO3 |
| CAS numarası | 6834-92-0 |
| Eş anlamlı | Su camı, sıvı cam, çözünür cam, sodyum ortosilikat, sodyum silikat camı, sodyum metasilikat |
| InChI | InChI=1S/2Na.O3Si/c;;1-4(2)3/q2*+1;-2 |
Sodyum silikatın özellikleri
Sodyum Silikat Formülü
Sodyum silikatın formülü Na2SiO3’tür; bu, bileşiğin her biriminin iki sodyum atomu, bir silikon atomu ve üç oksijen atomu içerdiğini gösterir. Sodyum silikat ayrıca polimer anyonundaki SiO2 birimlerinin sayısına bağlı olarak Na2O·nSiO2 ve Na2SiO4 gibi diğer formüllerle de bilinir. Sodyum silikatın formülü, kimyasal özelliklerini anlamak ve molar kütlesi ile moleküler ağırlığını hesaplamak için çok önemlidir.
Sodyum Silikat Molar Kütlesi
Na2SiO3’ün molar kütlesi yaklaşık 122,06 g/mol’dür. Bu, bileşikte mevcut olan sodyum (22,99 g/mol), silikon (28,09 g/mol) ve oksijenin (16,00 g/mol) atomik kütlelerinin eklenmesiyle hesaplanır. Molar kütle, Na2SiO3 için çok önemli bir özelliktir çünkü bir reaksiyonda ihtiyaç duyulan bileşik miktarının belirlenmesine yardımcı olur.
Sodyum silikatın kaynama noktası
Na2SiO3’ün kaynama noktası tek bir değer değil, bir sıcaklık aralığıdır. Endüstriyel uygulamalarda yaygın olarak kullanılan Na2SiO3 çözeltilerinin kaynama aralığı 100 ila 110°C arasındadır. Na2SiO3’ün kaynama noktası konsantrasyonu, saflığı ve yabancı maddelerin varlığı gibi faktörlere bağlıdır.
Sodyum Silikatın Erime Noktası
Na2SiO3 normal şartlarda katı bir bileşik halinde bulunmadığından belirgin bir erime noktasına sahip değildir. Genellikle toz, granül veya topaklar halinde katı halde bulunur. Na2SiO3’ün bu katı formları, bileşimlerine ve hazırlama yöntemlerine bağlı olarak değişen farklı erime noktalarına sahiptir.
Sodyum silikatın yoğunluğu g/mL
Na2SiO3 çözeltilerinin yoğunluğu, konsantrasyonlarına bağlı olarak değişir. %20 konsantrasyonlu Na2SiO3 çözeltilerinin yoğunluğu yaklaşık 1,14 g/mL iken %40 konsantrasyonlu Na2SiO3 çözeltilerinin yoğunluğu yaklaşık 1,34 g/mL’dir. Katı Na2SiO3’ün yoğunluğu, saflığına ve parçacık boyutuna bağlı olarak 2,3 g/mL ila 2,6 g/mL arasında değişebilir.
Sodyum Silikat Molekül Ağırlığı
Ağırlık formülü olarak da bilinen Na2SiO3’ün moleküler ağırlığı, bileşikte bulunan tüm atomların atom ağırlıklarının toplamıdır. Na2SiO3’ün moleküler ağırlığı yaklaşık 122,06 g/mol’dür. Bir bileşiğin moleküler ağırlığının bilinmesi, belirli bir reaksiyon için gerekli olan bileşik miktarının belirlenmesi açısından önemlidir.
Sodyum silikatın yapısı
Sodyum silikat, sodyum katyonları ve polimer silikat anyonlarından oluşan inorganik bir bileşiktir. Sodyum silikatın yapısı, bileşimine ve hazırlama yöntemine bağlı olarak değişebilir. Genellikle Na2O.nSiO2 formülüyle temsil edilir; burada n, polimer anyonundaki SiO2 birimlerinin sayısını temsil eder. Polimer silikat anyonları, silikon atomlarının oksijen atomlarıyla tetrahedral olarak koordine edildiği üç boyutlu bir ağ yapısına sahiptir.
| Dış görünüş | Renksiz veya beyaz katı, sıvı veya toz |
| Spesifik yer çekimi | 1.4-1.6 |
| Renk | Renksiz |
| Koku | Kokusuz |
| Molar kütle | 122,06 gr/mol |
| Yoğunluk | 1,14-1,34 g/mL (çözelti); 2,3-2,6 g/mL (katı) |
| Füzyon noktası | Belirgin bir erime noktası yok |
| Kaynama noktası | 100-110°C (çözelti) |
| Flaş noktası | Uygulanamaz |
| sudaki çözünürlük | Çözünür |
| çözünürlük | Suda ve etanolde çözünür; metanol ve asetonda az çözünür |
| Buhar basıncı | Uygulanamaz |
| Buhar yoğunluğu | Uygulanamaz |
| pKa | ~9.8 |
| pH | 11-12 (çözüm) |
Sodyum silikatın güvenliği ve tehlikeleri
Na2SiO3 doğru şekilde kullanılmazsa tehlikeli olabilir. Temas halinde ciddi cilt ve göz tahrişine neden olabilen yakıcı bir bileşiktir. Na2SiO3 tozunun veya buğusunun solunması solunum yolu tahrişine ve akciğer hasarına neden olabilir. Na2SiO3 çözeltileri de oldukça alkalidir ve ciltte veya mukozada kimyasal yanıklara neden olabilir. Na2SiO3 ile çalışırken eldiven ve göz koruması gibi uygun kişisel koruyucu ekipman giyilmelidir. Cilt veya gözle teması halinde derhal su ile durulanması gerekir. Na2SiO3 ayrıca serin, kuru ve iyi havalandırılmış bir alanda, uyumsuz malzemelerden uzakta saklanmalıdır.
| Tehlike sembolleri | Aşındırıcı, Tahriş Edici |
| Güvenlik Açıklaması | Çocukların erişemeyeceği yerlerde saklayın. Göz, cilt ve giysilerle temasından kaçının. Koruyucu eldiven/koruyucu kıyafet/göz koruyucu/yüz koruyucu kullanın. DERİ İLE TEMAS HALİNDE İSE: Bol su ile yıkayın. GÖZ İLE TEMASI HALİNDE: Su ile birkaç dakika dikkatlice durulayın. Varsa ve yapılması kolaysa kontakt lensleri çıkarın. Durulamaya devam edin. YUTULMASI HALİNDE: Ağzınızı çalkalayın. Kusturmaya ÇALIŞMAYIN. Kendinizi iyi hissetmiyorsanız ZEHİR MERKEZİNİ veya doktoru arayın. |
| BM kimlik numaraları | UN2922, UN1824 |
| HS kodu | 2839.90.90 |
| Tehlike sınıfı | 8 |
| Paketleme grubu | III |
| Toksisite | LD50 (oral, sıçan) = 1,280 mg/kg; LC50 (soluma, sıçan) >2,28 mg/L/4 saat |
Sodyum silikat sentezi için yöntemler
Na2SiO3’ü sentezlemek için çeşitli yöntemler mevcuttur.
Yaygın bir yöntem, silikanın yüksek sıcaklıklarda sodyum karbonatla kaynaştırılmasıdır; bu, yan ürünler olarak Na2SiO3 ve karbondioksit üretir.
Başka bir yöntem, sodyum hidroksitin silika ile yüksek basınçlı bir kapta yüksek sıcaklıklarda reaksiyona sokulmasını içerir. İstenilen konsantrasyonu elde etmek için yüksek konsantrasyonlu Na2SiO3 çözeltisini suyla seyreltin.
Üçüncü bir yöntem, silika jelinin bir sodyum hidroksit çözeltisi içinde çözülmesini, ardından reaksiyonun hızlandırılması için karışımın ısıtılmasını ve karıştırılmasını içerir. Bu yöntem berrak, renksiz bir Na2SiO3 çözeltisi üretir.
Mikrodalga radyasyonu, Na2SiO3 sentezleyerek reaktanları ısıtabilir.
Bu yöntemler, geleneksel sentez yöntemlerine göre daha yüksek saflıkta ve verimde Na2SiO3 üretir.
Ek olarak, bazı çalışmalarda pirinç kabuğu külü ve şeker kamışı küspesi külü gibi yenilenebilir kaynakların Na2SiO3 sentezi için silika kaynağı olarak kullanılması araştırılmış ve böylece daha sürdürülebilir bir üretim yaklaşımı sağlanmıştır.
Sodyum silikatın kullanım alanları
Na2SiO3, çeşitli endüstrilerde birçok uygulamaya sahip çok yönlü bir bileşiktir. Na2SiO3’ün yaygın kullanımlarından bazıları şunlardır:
- Yapıştırıcılar ve Bağlayıcılar: Karton, oluklu kutu ve kontrplak gibi çeşitli uygulamalarda bağlayıcı olarak kullanılır.
- Deterjanlar ve Sabunlar: Çamaşır deterjanlarında alkalin tampon ve yeniden tortu önleyici madde olarak kullanılır.
- Su Arıtma: Su arıtmada pıhtılaştırıcı ve korozyon önleyici olarak kullanılır.
- Yapılışı: Beton sertleştirici ve toprak stabilizatörü olarak da kullanılır.
- Seramik: Seramik üretiminde bağlayıcı olarak kullanılır.
- Tekstil ve kağıt: Kağıt üretiminde haşıl maddesi ve tekstilde alev geciktirici olarak kullanılır.
- Otomotiv: Otomotiv endüstrisinde sızdırmazlık ve soğutucu katkı maddesi olarak kullanılır.
- Tarım: Bitki büyümesini iyileştirmek için yaprak spreyi olarak ve toprak sıkışmasını azaltmak ve su tutmayı arttırmak için toprak düzenleyici olarak kullanılır.
- Yangından korunma: Ahşap, kumaş ve kağıt gibi çeşitli malzemelerde alev geciktirici olarak kullanılır.
- Kişisel Bakım: Bazı diş macunları ve deodorantlarda bağlayıcı ve viskozite kontrol maddesi olarak kullanılır.
Sorular:
S: Sodyum silikat zehirli midir?
C: Na2SiO3 büyük miktarlarda yutulduğunda veya solunduğunda toksik olabilir. Gözleri, cildi ve solunum sistemini tahriş edebilir. Bununla birlikte, uygun kişisel koruyucu ekipmanın kullanılması gibi güvenlik kurallarına uygun olarak kullanıldığında, Na2SiO3’ün kullanımı genellikle güvenlidir.
S: Na2SiO3 nasıl iyileştirilir?
C: Na2SiO3, karbondioksite maruz bırakılarak sertleştirilir, bu da sıvı Na2SiO3’ün sert, cam benzeri bir madde halinde katılaşmasına neden olur. Kürlenme süresi, Na2SiO3 çözeltisinin konsantrasyonunun yanı sıra kürleme ortamının sıcaklığına ve nemine bağlıdır. Tipik olarak Na2SiO3’ün tamamen sertleşmesi birkaç gün sürer.
S: Sodyum silikatla işlenmiş betonun üzerini boyayabilir misiniz?
C: Evet, Na2SiO3 ile işlem görmüş betonun üzerini boyamak mümkündür ancak yüzeyin uygun şekilde hazırlanması gerekir. Boya uygulanmadan önce Na2SiO3 tamamen kürlenmeli, daha sonra yüzey temizlenmeli ve uygun bir astar ile astarlanmalıdır.
S: Yakınımdaki sodyum silikat nereden satın alınır?
C: Na2SiO3 kimyasal tedarikçilerden, endüstriyel tedarikçilerden ve çevrimiçi perakendecilerden satın alınabilir. Tedarikçinin saygın olmasını ve Na2SiO3’ün yüksek kalitede ve amaçlanan uygulamaya uygun olmasını sağlamak önemlidir. Na2SiO3 satın alırken ve kullanırken uygun kullanım ve güvenlik kurallarına uymak da önemlidir.