Метасилика́т на́трия — неорганическое соединение, соль щелочного металла натрия и метакремниевой кислоты с формулой , бесцветные или белые кристаллы, растворяется в холодной воде, образует кристаллогидраты.
Метасиликат натрия | |
---|---|
Общие | |
Систематическое наименование |
Метасиликат натрия; силикат натрия |
Традиционные названия | Кремнекислый натрий |
Хим. формула | |
Физические свойства | |
Состояние | бесцветные или белые кристаллы |
Молярная масса | 122,06 г/моль |
Плотность | 2,4; 2,61 г/см³ |
Термические свойства | |
Температура | |
• плавления | 1088; 1089 °C |
Энтальпия | |
• образования | −1535 кДж/моль |
Химические свойства | |
Растворимость | |
• в воде | 18,820; 92,390 г/100 мл |
Оптические свойства | |
Показатель преломления | 1,52 |
Классификация | |
Рег. номер CAS | 6834-92-0 |
PubChem | 23266 |
Рег. номер EINECS | 229-912-9 |
SMILES | |
InChI | |
RTECS | VV9275000 |
ChEBI | 60720 |
Номер ООН | 3253 |
ChemSpider | 21758 |
Безопасность | |
NFPA 704 | |
Приведены данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иное. | |
Медиафайлы на Викискладе |
Водный раствор известен под названием «жидкое стекло».
Нахождение в природе
правитьВходит в состав редких минералов эртиксиита и натросилита [1].
История открытия
правитьМетасиликат натрия был впервые обнаружен фламандским ятрохимиком и врачом Яном Баптиста ван Гельмонтом (1579—1644) в виде жидкого вещества, полученного при плавлении песка с избытком щёлочи. В 1646 году Иоганн Рудольф Глаубер (1604—1670) используя поташ и кремнезём получил вещество, которое он назвал «liquor silicum». И, наконец, в 1818 году немецкий химик и минеролог Иоганн Непомук фон Фукс (1774—1856) воздействуя на кремнёвую кислоту щёлочью получил вещество которое впоследствии стали называть «жидкое стекло»[2].
Получение
правитьСплавлением диоксида кремния с едким натром или карбонатом натрия:
или:
- .
Разложением ортосиликата натрия:
- .
Безводную соль получают нагреванием кристаллогидрата:
- .
Физические свойства
правитьМетасиликат натрия образует бесцветные или белые кристаллы ромбической сингонии, пространственная группа C cm2, параметры ячейки a = 0,6078 нм, b = 1,053 нм, c = 0,4825 нм, Z = 4.
Хорошо растворим в холодной воде, концентрированные растворы образуют коллоидный раствор «жидкое стекло» гидрозоля переменного состава .
Из водных растворов выделяется кристаллогидрат , который плавится при 47 °С в собственной кристаллизационной воде и начинает разлагаться при температуре выше 100 °С.
В безводном твёрдом веществе метасиликатные анионы фактически является полимером, состоящим из тетраэдров с общими вершинами, а не отдельных ионов [3].
Также известны ряд кристаллогидратов с общей формулой , n = 5, 6, 8, 9 содержащие обособленный гидратированный, приблизительно тетраэдрический анион . Коммерчески доступны пентагидрат силиката натрия или и нонагидрат или [4]. Пентагидрат и нонагидрат имеют свои собственные номера CAS: 10213-79-3 и 13517-24-3 соответственно. Нонагидрат плавится при температуре 48 °C, а пентагидрат — при 72 °C[5].
Химические свойства
правитьВодные растворы имеют щелочную реакцию из-за гидролиза по аниону.
Разлагается в горячей воде с гидролизом:
- .
Разлагается кислотами:
и щелочами:
- .
Реагирует с углекислым газом:
- .
Применение
править- Компонент шихты в производстве неорганического стекла.
- Компонент жаростойких красок.
- Добавка в моющие средства и мыло.
- Для пропитки горючих материалов для придания им негорючести.
- В производстве жаростойких кислотоупорных бетонов.
- Наполнитель в облегчённых цементных растворах для цементирования нефтегазовых скважин.
- Водный раствор применяется как клей под названием «жидкое стекло»[6].
- В качестве пищевой добавки (E550), для предотвращающего слипания[7].
- Для сохранения яиц. Когда свежие яйца погружаются в раствор силиката натрия, бактерии, способные разрушить яйцо, удаляются, сохраняя яйцо до девяти месяцев. Перед приготовлением в кипящей воде скорлупы яиц, законсервированных таким образом, необходимо проткнуть скорлупу, чтобы дать выход пару, поскольку скорлупа перестаёт быть пористой[8].
Примечания
править- ↑ Mineraliensuche (Mineralienatlas) . Дата обращения: 17 ноября 2021. Архивировано 4 октября 2020 года.
- ↑ Метасиликат натрия (рус.). https://nobel-group/by (8 октября 2017). Дата обращения: 30 июня 2021. Архивировано 9 июля 2021 года.
- ↑ Гринвуд, Норман Н., Эрншоу, А. Химия элементов в 2-х т. — М.: Бином. Лаборатория знаний, 2015.
- ↑ Wells A. F. (1984) Structural Inorganic Chemistry 5th edition Oxford Science Publications ISBN 0-19-855370-6
- ↑ Record of Dinatriummetasilikat in the GESTIS Substance Database of the IFA, accessed on 2019-12-28
- ↑ Summers V. Uses of Sodium Metasilicate Архивная копия от 17 января 2021 на Wayback Machine // sciencing.com (англ.)
- ↑ Système international de numérotation des additifs alimentaires Архивная копия от 2 декабря 2020 на Wayback Machine, FAO/Codex Alimentarius, vol. 1A, 1995, p. 82, 96, 99.
- ↑ How to Store Fresh Eggs Архивная копия от 11 декабря 2021 на Wayback Machine — Mother Earth News, 1977
Литература
править- Химическая энциклопедия / Редколл.: И. Л. Кнунянц и др.. — М.: Советская энциклопедия, 1992. — Т. 3. — 639 с. — ISBN 5-82270-039-8.
- Справочник химика / Редколл.: Б. П. Никольский и др.. — 3-е изд., испр. — Л.: Химия, 1971. — Т. 2. — 1168 с.
- Лидин Р.А. и др. Химические свойства неорганических веществ: Учеб. пособие для вузов. — 3-е изд., испр. — М.: Химия, 2000. — 480 с. — ISBN 5-7245-1163-0.