ケイ酸ナトリウムは、 2つのナトリウムイオンのNaからなる無機化合物であり+及びシリケートアニオンのSiO 3 2 - 。また、分子は、SiOシリカから成ると言われている2と酸化ナトリウムのNa 2 Oをその化学式をNaのように表すことができる2のSiO 3も又はNa 2 O 。 SiO 2。
しかしながら、ケイ酸ナトリウムの組成は、重量またはモルでのＳｉＯ２／ Ｎａ２Ｏ比に依存して変化し得る。水溶性ケイ酸塩または水ガラスとも呼ばれます。それは、粉末、大きな結晶のような断片の形、または溶液の形で得ることができます。
固体ケイ酸ナトリウムNa 2 SiO 3。OndřejMangl。出典：ウィキメディア・コモンズ。
ケイ酸ナトリウムは、水を柔らかくし、洗浄をより効果的にするため、洗剤や石鹸で広く使用されています。シェービングクリームなどの商品にも含まれています。
これは、SiO 2シリカ触媒を調製するための原料です。そのソリューションは、粘着紙や厚紙からガラス、磁器、耐火金型、セメント、研磨ディスクに至るまで、多くの用途で接着剤として使用されています。
それは完全に不燃性の材料なので、難燃性であり、防護装置のコーティングとして、防火織物の製造に使用されます。
構造
ケイ酸ナトリウム溶液中のポリマーの単純化された構造。Benjah-bmm 27。出典：ウィキメディア・コモンズ。
ケイ酸ナトリウムの一般式はxSiO 2 / Na 2 Oで、xはモルまたは重量比です。
モル比は、Na 2 Oのモル数で割ったSiO 2のモル数を意味します。重量比は、Na 2 Oの重量で割ったSiO 2の重量を意味します。
アルカリ（Na 2 O）を追加すると、モルまたは重量比が変化します。
例えば1/1（SIO 1モルに対して低いモル比を有するケイ酸ナトリウム溶液、2およびNa 1モル2 O）は、主にSiO含ま4 4つのモノマー-及びS 2 O 5 2つのダイマー-でイオンに加えNa +。
3.3 / 1（各モルのNa 2 O に対して3.3モルのSiO 2）などの高いモル比の溶液は、シリコンと酸素のポリマー種またはポリマーの比率が高くなります。
命名法
-ケイ酸ナトリウム
-メタケイ酸ナトリウム
-可溶性ガラス
-水のガラス（英国の水のガラスから）
-可溶性ケイ酸塩
プロパティ
体調
-青緑色の結晶に似た大きな部分で固体
-無色から白色の粉末固体
-無色の水溶液。
分子量
式Na 2 SiO 3から：122.063 g / mol。
融点
Na 2 SiO 3：1089°C
密度
それはSiO 2 / Na 2 O 比に依存します。
溶解度
緑がかったガラスの大きな破片の形をしている場合は、加熱して高圧下で水に溶けます。粉末の溶解度はやや高くなりますが、どちらの場合も、溶解度は、粉末に含まれるナトリウムまたはNa 2 Oの量に依存します。
ナトリウム含有量（Na 2 Oの形）が高いほど、溶解が速くなります。
pH
その水溶液は強アルカリ性です。
化学的特性
それは、ＳｉＯ2／ Ｎａ2Ｏ比で１．５から３．３の範囲の重量で商業的に調製される。SiO 2の比率が増加すると、水溶性とアルカリ性が低下します。
固体ケイ酸塩を水に溶解すると、ゼラチン状または高粘度の混合物が形成されます。
ケイ酸ナトリウム粉末は潮解性になる可能性があります。つまり、Na 2 Oの量が多いと、環境から水分を吸収しやすくなります。
それらの溶液のpHが酸の添加により低下すると、ゲルが形成されます。
その他の特性
可燃性ではありません。
入手
ケイ酸ナトリウムを得るために、珪砂SiO 2は、開放された炉内で無水炭酸ナトリウムNa 2 CO 3と共に溶融される。砂と炭酸ナトリウムのモル比は、0.5から3.75まで商業的に変化します。
インドの地域の珪砂堆積物。ರವಿಮುಂ。出典：ウィキメディア・コモンズ。
用途
石鹸と洗剤で
ケイ酸ナトリウムは、洗剤配合物で使用される最初の化合物の1つです。
洗剤は一般にその組成にケイ酸ナトリウムを含んでいます。著者：Karunasanghvi。出典：Pixabay。
ケイ酸ナトリウムは、カルシウムCa 2+イオンとマグネシウムMg 2+イオンを隔離し、いわゆる水の硬度を排除します。こうすることで、不溶性の沈殿物ができるので少量使用します。
ケイ酸ナトリウムの作用により、前述のイオンが洗浄プロセスに影響を与えることなく、洗剤を機能させることができます。
触媒とシリカゲル
シリカゲルは通常、ケイ酸ナトリウム溶液を10または11未満のpHに酸性化することによって調製されます。ゲル化に必要な時間はさまざまです。
シリカゲル。それを準備するには、ケイ酸ナトリウムが必要です。乾燥剤。出典：ウィキメディア・コモンズ。
ケイ酸ナトリウムと強鉱酸を混合することにより、シリカを調製できます。ケイ酸ナトリウムは、シリカSiO 2の供給源であるため、触媒のベースの製造に使用されます。
接着剤または接着剤として
ケイ酸ナトリウムの濃縮水溶液は、接着剤やシーラントとして使用されます。それらは最高1100°Cの温度に耐えることができます。
ケイ酸ナトリウム接着剤の主な用途は、粘着紙、段ボールまたは段ボール、箱、カートンです。また、木材の接着や集塊、またはさまざまな種類の材料への金属の接着にも使用できます。
段ボールまたは段ボールは、ケイ酸ナトリウム接着剤を使用して製造されています。著者：Stux。出典：Pixabay。
ガラス、磁器、陶器、繊維、皮革などの接着に使用されます。グラスファイバー、光学ガラス、耐衝撃ガラス容器の接着に。
耐火性セメントを準備して、金属鋳造用のタンク、ケトル、炉、鋳型を構築したり、防水または耐酸性のモルタルやセメントを作成したりできます。
ケイ酸ナトリウムは、フッ化ケイ素と反応して、収縮傾向が低く、熱膨張が鋼鉄の熱膨張に似ている耐酸性セメントを生成できます。
また、研磨に使用される研磨ディスクのセメントを作るためにも使用されます。
油井掘削液
ケイ酸ナトリウムは、砂からなるものなど、非常に高い透過性を持つ特定のタイプの地層の掘削中の化学グラウトとして長年使用されてきました。
高い透過性はそれが液体を容易に通過させることを意味します。
ケイ酸塩を活性化してポリマーを形成する化合物と一緒に添加されます。このポリマーは、強度、剛性を提供し、粒状土の浸透性を低下させます。
土壌は浸透性が低いため、液体は自由に土壌を通過せず、このようにして、井戸の掘削段階での流体の損失が回避されます。
油井掘削。Oil_Rig_NT8.jpg：*派生著作物：Mudgineer（トーク）Oil_Rig_NT.PNG：戸坂派生著作物：Malyszkz。出典：ウィキメディア・コモンズ。
様々な用途で
ケイ酸ナトリウムにはさまざまな用途があります。いくつかは以下に述べられています。
-デイリーケア製品では、例えばシェービングクリームの成分です。
-水処理で。
・ウールなどのテキスタイルの美白に。
-紙パルプの漂白。例えば、砕いた木材を漂白するために、他の成分の中で過酸化水素とケイ酸ナトリウムを含む混合物が使用されます。ケイ酸ナトリウムは、過酸化物の分解を促進する傾向がある金属イオンを隔離するために使用されます。
-耐火生地の製造用。難燃剤として、また保護具のコーティングとして。
-シリカ顔料。
-昆虫が蔓延するトウモロコシの穀粒を検出する。ケイ酸ナトリウムと水の混合物が使用されます。そこでは、寄生された穀物は表面にすばやく浮きます。
-亜鉛の電着において。
-金属をきれいにするため。
-ミネラルの浮選では、スラッジやシルトの分散剤として、またミネラル表面のコンディショナーとして使用されます。
-木材に浸透させる。
リスク
ケイ酸ナトリウムは、アルカリ含有量が高いため、皮膚、目、粘膜を強く刺激します。飲み込むと毒性があり、苛性ソーダ溶液と同じように粘膜を刺激する可能性があります。
強酸、金属、激しく反応するフッ素などのハロゲンとは別に保管する必要があります。
参考文献
- Ebnesajjad、S.（2015）。接着剤の特性。可溶性ケイ酸塩（カリウムおよびケイ酸ナトリウム）。接着剤と表面処理のハンドブック。sciencedirect.comから復元。
- フィンク、JK（2012）。流体損失添加剤。メタケイ酸ナトリウム。石油技術者のための油田の化学物質と流体（第2版）のガイド。sciencedirect.comから復元。
- 米国国立医学図書館。（2019）。ケイ酸ナトリウム。国立バイオテクノロジー情報センター。pubchem.ncbi.nlm.nih.govから回復。
- カークオスマー。（1984）。化学技術百科事典、第3版、ジョンワイリーアンドサンズ。
- 前田、K。等。（2007）。MOFから多孔質材料へのゼオライト- 40 番目の国際ゼオライト会議の記念日。表面科学と触媒の研究で。sciencedirect.comから復元。
- Chopade、SPおよびNagarajan、K.（2000）。洗剤配合：イオン交換。分離科学の百科事典で。sciencedirect.comから復元。
- Garcia-Lodeiro、I. et al。（2015）。アルカリ活性化セメント系バインダーの配合設計に関する重要な洞察 ケイ酸塩の影響：可溶性ケイ酸塩の重合度。アルカリ活性化セメント、モルタル、コンクリートのハンドブック。sciencedirect.comから復元。