Kalsiyum silikat (Ca2SiO4), yapı malzemeleri, izolasyon ve yangına dayanıklılıkta kullanılan bir mineral bileşiğidir. Kalsiyum oksit ve silikanın birleştirilmesiyle yapılır. Kalsiyum silikat ısı yalıtımı sağlar ve yangına dayanıklıdır.
| IUPAC Adı | Kalsiyum silikat |
| Moleküler formül | Ca2SiO4 |
| CAS numarası | 1344-95-2 |
| Eş anlamlı | Silisik asit, kalsiyum tuzu (2:1); Kalsiyum metasilikat; Kalsiyum ve silikon oksit; Kalsiyum ortosilikat |
| InChI | InChI=1S/Ca.2O.Si/q+2;2*-1; |
Kalsiyum silikatın özellikleri
Kalsiyum Silikat Molar Kütlesi
Ca2SiO4’ün molar kütlesi 172.237 g/mol’dür. Bu değer, sırasıyla 40.078 g/mol, 28.085 g/mol ve 15.999 g/mol olan kalsiyum, silikon ve oksijenin atom kütlelerinin eklenmesiyle hesaplanır. Molar kütle, kimyasal reaksiyonlar veya çözeltilerin hazırlanması için gerekli olan Ca2SiO4 miktarının belirlenmesinde önemlidir.
Kalsiyum silikatın kaynama noktası
Ca2SiO4 kaynama noktasına ulaşmadan ayrıştığı için kesin bir kaynama noktası yoktur. Ca2SiO4 ısıtıldığında, suyun açığa çıkmasına ve kalsiyum oksit ve silika oluşumuna yol açan bir dizi kimyasal reaksiyona girer. Ca2SiO4’ün ayrışma sıcaklığı bileşiğin spesifik tipine ve bileşimine bağlıdır.
Kalsiyum Silikat Erime Noktası
Ca2SiO4’ün erime noktası 2130°C’dir. Bu sıcaklıkta Ca2SiO4 katı halden sıvı duruma geçer. Ca2SiO4’ün erime noktası nispeten yüksektir, bu da onu refrakter malzemeler, yalıtım ve yangına dayanıklılık gibi yüksek sıcaklık uygulamaları için uygun kılar.
Kalsiyum silikatın yoğunluğu g/mL
Ca2SiO4’ün yoğunluğu bileşiğin spesifik tipine ve bileşimine bağlı olarak değişir. Ca2SiO4’ün yoğunluğu 2,2 ile 2,8 g/mL arasında değişmektedir. Ca2SiO4’ün yüksek yoğunluğu, ağırlığın sorun olduğu uygulamalar için onu faydalı kılar. Örneğin betonda hafif agrega olarak kullanılır.
Kalsiyum Silikat Molekül Ağırlığı
Ca2SiO4’ün moleküler ağırlığı 172.237 g/mol’dür. Bu değer, bileşiğe kalsiyum, silikon ve oksijenin atom ağırlıklarının eklenmesiyle belirlenir. Ca2SiO4’ün moleküler ağırlığı, çözeltilerin konsantrasyonunun veya kimyasal reaksiyonlar için gerekli bileşik miktarının belirlenmesi gibi çeşitli hesaplamalarda kullanılır.
Kalsiyum silikatın yapısı
Ca2SiO4, bileşiğin spesifik tipine ve bileşimine bağlı olarak değişebilen bir kristal yapıya sahiptir. En yaygın kristal yapı monoklinik kristal sistemidir. Ca2SiO4’ün kristal yapısı ona yüksek mukavemet, termal stabilite ve kimyasal direnç gibi belirli özellikler kazandırır.
Kalsiyum Silikat Formülü
Kalsiyum silikatın kimyasal formülü Ca2SiO4’tür. Bu formül bileşikteki kalsiyum, silikon ve oksijen oranını temsil eder. Kalsiyum silikatın formülü, özelliklerinin belirlenmesinde ve çimento, yalıtım ve yangına dayanıklılık gibi çeşitli uygulamalarda kullanılması açısından önemlidir.
| Dış görünüş | Beyaz toz |
| Spesifik yer çekimi | 2,2 – 2,8 g/cm³ |
| Renk | Beyaz |
| Koku | Kokusuz |
| Molar kütle | 172.237 gr/mol |
| Yoğunluk | 2,2 – 2,8 g/cm³ |
| Füzyon noktası | 2130°C |
| Kaynama noktası | Kaynamadan önce parçalanır |
| Flaş noktası | Uygulanamaz |
| sudaki çözünürlük | Çözünmez |
| çözünürlük | Suda çözünmez, asitlerde çözünür |
| Buhar basıncı | Uygulanamaz |
| Buhar yoğunluğu | Uygulanamaz |
| pKa | Uygulanamaz |
| pH | 7,0 – 9,0 |
Kalsiyum silikatın güvenliği ve tehlikeleri
Ca2SiO4’ün genellikle inşaat malzemeleri, yalıtım ve gıda katkı maddeleri dahil olmak üzere çeşitli uygulamalarda kullanılması güvenli kabul edilir. Ancak Ca2SiO4 tozunun uzun süreli veya aşırı solunması solunum sistemini tahriş edebilir. Ca2SiO4 ile cilt ve göz teması da tahrişe neden olabilir. Her ne kadar Ca2SiO4 tehlikeli bir madde olarak görülmese de, bu malzemeyle çalışırken dikkatli bir şekilde kullanılması ve güvenlik önlemlerine uyulması önemlidir. Potansiyel sağlık risklerini en aza indirmek için Ca2SiO4 ile çalışırken eldiven, koruyucu gözlük ve solunum koruması gibi kişisel koruyucu ekipmanlar giyilmelidir.
| Tehlike sembolleri | Uygulanamaz |
| Güvenlik Açıklaması | Tehlikeli bir madde değil |
| BM kimlik numaraları | Uygulanamaz |
| HS kodu | 6810.19 |
| Tehlike sınıfı | Uygulanamaz |
| Paketleme grubu | Uygulanamaz |
| Toksisite | Düşük toksisite; Uzun süreli veya aşırı maruz kalma durumunda solunum ve cilt tahrişine neden olabilir |
Kalsiyum silikat sentez yöntemleri
Ca2SiO4 çeşitli yöntemlerle sentezlenebilir.
Yöntemlerden birinde kalsiyum oksit (CaO) , silika (SiO2) ile reaksiyona girerek bir kalsiyum silikat karışımı üretir. Yüksek sıcaklık fırını Ca2SiO4 sentezine olanak sağlar. Karışım Ca2SiO4 ve Ca3SiO5 içerir. Karışımın daha fazla işlenmesi ve öğütülmesi, farklı derecelerde Ca2SiO4 tozu üretir.
Diğer bir yöntem ise kalsiyum hidroksit (Ca(OH)2) ile silikanın yüksek basınç ve sıcaklıkta otoklavda reaksiyona sokulmasını içerir. Bu işlem, plastiklerde ve kaplamalarda dolgu maddesi olarak kullanılması da dahil olmak üzere çok çeşitli uygulamalara sahip olan, wollastonit (CaSiO3) olarak bilinen saf bir Ca2SiO4 formu üretir.
Ca2SiO4’ü sentezlemenin diğer yöntemleri arasında kalsiyum klorür (CaCl2) ile sodyum silikat (Na2SiO3) arasındaki reaksiyonun Portland çimentosunda ana bağlayıcı olan Ca2SiO4 hidratı (CSH) üretmesi yer alır.
Çeşitli reaktifler ve yöntemler, Ca2SiO4’ün bir kalsiyum ve silikat iyonları çözeltisinden çökeltilmesi yoluyla sentezine izin verir.
Kalsiyum Silikatın Kullanım Alanları
Ca2SiO4, yüksek sıcaklık dayanımı, düşük ısı iletkenliği ve mükemmel yangın dayanımı gibi benzersiz özelliklerinden dolayı geniş bir uygulama alanına sahiptir. Ca2SiO4’ün bazı yaygın kullanımları şunlardır:
- İzolasyon: Fırın astarları, kazan izolasyonu ve buhar hatları gibi yüksek sıcaklık uygulamalarında izolasyon malzemesi olarak kullanılır. Düşük ısı iletkenliği onu bu ortamlarda etkili bir yalıtkan yapar.
- Yapı Malzemeleri: Tuğla, kiremit ve çimento gibi çeşitli yapı malzemelerinde kullanılır. Yüksek sıcaklıklara ve yangına karşı dayanıklılığı, onu yangına dayanıklı duvar ve tavanlarda kullanım için ideal bir malzeme haline getirir.
- Gıda katkı maddeleri: Toz şeker ve tuz gibi gıda ürünlerinde topaklanmayı önleyici olarak kullanılır. Nemi emme ve topaklanmayı önleme yeteneği, onu gıda üreticileri arasında popüler bir seçim haline getiriyor.
- Farmasötikler: Farmasötik ürünlerde bağlayıcı, parçalayıcı ve akış maddesi olarak görev yaptığı yardımcı madde olarak kullanılır.
- Kozmetik: Kozmetikte şişirici ve emici madde olarak kullanılır. Yüz pudraları ve fondötenler gibi ürünlerin dokusunu ve hissini iyileştirmeye yardımcı olur.
- Diğer kullanım alanları: Seramik, refrakter malzeme üretiminde, kauçuk ve plastiklerde dolgu maddesi olarak da kullanılır.
Sorular:
S: Kalsiyum silikatı yüzme havuzundan nasıl temizlersiniz?
C: Ca2SiO4’ü havuzdan çıkarmak için havuz fayansı temizleyicisi veya muriatik asit ve sudan oluşan bir çözelti kullanın. Temizleyiciyi veya solüsyonu etkilenen bölgeye uygulayın ve sert kıllı bir fırçayla fırçalayın. Temizledikten sonra bol su ile durulayın.
S: Evde refrakter kalsiyum silikat nasıl yapılır?
C: Yüksek sıcaklıklar ve gerekli özel ekipman nedeniyle refrakter Ca2SiO4’ün evde yapılması önerilmez. Saygın bir tedarikçiden önceden hazırlanmış Ca2SiO4 refrakter ürünlerini satın almak en iyisidir.
Soru: Kalsiyum silikat bileşikleri hidratlanarak hangi iki bileşiği oluşturur?
C: Ca2SiO4 bileşikleri hidratlı Ca2SiO4 (CSH) ve kalsiyum hidroksit (Ca(OH)2) oluşturmak üzere hidratlanır. Bu bileşikler betonun ve diğer çimentolu malzemelerin oluşumunda ve mukavemetinde önemli bir rol oynar.