Co je to křemičitan sodný?

Křemičitan sodný, běžně známý jako „vodní sklo“, je prominentní díky širokému komerčnímu a průmyslovému použití. Často se skládá z páteře kyslíku a křemíku a polymeru, která obsahuje vodu v pórech molekulární matrice. Výrobky z křemičitanu sodného se vyrábějí jako pevné látky nebo husté kapaliny, v závislosti na zamýšleném použití. Například vodní sklo funguje jako tmel v kovových součástech. A konečně, ačkoli je výroba křemičitanu sodného vyspělým průmyslovým odvětvím, vzhledem k jeho tepelně vodivým vlastnostem probíhá výzkum nových aplikací.

Křemičitan sodný je polymer křemíku a kyslíku obsahující iontové složky sodíku (Na +). Takové molekulární uspořádání se liší od typických iontových materiálů, jako je sůl, které je založeno na jednotkách vzorce spojených elektrickou přitažlivostí. Naproti tomu křemičitan sodný je podobný plastům na bázi uhlíku, protože vazby křemík-kyslík-křemík mezi každým monomerem jsou kovalentní. Polymerní povaha matrice křemičitanu sodného, ​​stejně jako polární charakter atomů kyslíku a sodíku, umožňuje vazbu molekul vody v polymerní matrici. Proto produkty křemičitanu sodného často existují ve vodnatých alotropech. (Wells, "Strukturní anorganická chemie").

Schéma syntézy látky zahrnuje kombinaci uhličitanu sodného (Na2CO3) a oxidu křemičitého (SiO2) za podmínek dostatečných k roztavení obou reaktantů. Křemičitan sodný se vyrábí touto metodou s dostatečnou účinností pro komerční použití. (Greenwood, „Chemistry of the Elements“)

Díky fyzikálním vlastnostem látek na bázi křemičitanu sodného jsou velmi atraktivní pro komerční / průmyslové použití. Kapaliny a pevné látky na bázi křemičitanu sodného a vyráběné společností PQ Corporation mají hustotu od 1,6 g / kubický cm. na přibližně 1,4 g / kubický cm. Také si povšimněte, že datové tabulky obsahují informace o pozorovaném stavu každého produktu za mírných podmínek. Výrobky z křemičitanu sodného existují ve formě bílé pevné látky a různých kapalin s viditelně odlišnými vlastnostmi. Rozdíly v reakčních podmínkách a výrobních metodách vedou k čirým, neprůhledným a „sirupovitým“ výrobkům z vodního skla. (PQ, „Křemičitany sodné. Produkty a specifikace ")

Použití se liší v závislosti na výrobní metodě, kvalitě produktu a usazovacím činidle. Například společnost Schundler uvádí v části „Aplikace perlit / křemičitanových kompozitů“ různá použití produktů křemičitanu sodného. Díky molekulární struktuře křemičitanu sodného obsahující hydráty funguje vodní sklo jako těsnicí prostředek aktivovaný dostatečným zahříváním. Pokud je třeba utěsnit prasklinu v kovovém stroji, do každé štěrbiny zlomeniny prosakuje nalité „tekuté sklo“ z křemičitanu sodného. Po zahřátí na asi 200 stupňů Fahrenheita se molekuly vody v matrici křemičitanu sodného odpaří a zůstane tvrdý, křehký tmel. (Schundler, „Silikátové kompozity pro vysokoteplotní izolaci“)

Výrobky z křemičitanu sodného jsou předmětem výzkumu pro využití rozptylu tepla. Jak uvádí citovaná publikace, elektronická zařízení jsou omezena mimo jiné teplem generovaným elektrickým proudem. Pokud není elektronický vodič dokonalý (supravodič), generuje se teplo. Ačkoli je velmi malý jednotlivě, kumulativní účinek hustých elektronických obvodů stačí k ohrožení fyzické integrity komponent. Za účelem účinnějšího odvádění tepla do životního prostředí se studuje křemičitan sodný. Pro usnadnění další elektronické miniaturizace se zkoumají různá tepelná rozhraní, tloušťka rozptylovače a tlak rozptylovače. (SUNY, „Tepelné rozhraní křemičitanu sodného“)