El silicato de sodio, comúnmente conocido como "vidrio soluble", es prominente debido a su amplia aplicación comercial e industrial. A menudo se compone de un esqueleto de polímero de oxígeno-silicio que aloja agua en los poros de la matriz molecular. Los productos de silicato de sodio se fabrican como sólidos o líquidos espesos, según el uso previsto. Por ejemplo, el vidrio soluble funciona como sellador en componentes metálicos. Por último, aunque la producción de silicato de sodio es una industria madura, hay investigaciones en curso para nuevas aplicaciones dadas sus propiedades conductoras de calor.
Composición molecular
El silicato de sodio es un polímero de silicio-oxígeno que contiene componentes iónicos de sodio (Na +). Tal disposición molecular es diferente de los materiales iónicos típicos como la sal, que se basa en unidades de fórmula unidas por atracción eléctrica. Por el contrario, el silicato de sodio es similar a los plásticos a base de carbono, ya que los enlaces silicio-oxígeno-silicio entre cada monómero son covalentes. La naturaleza polimérica de la matriz de silicato de sodio, así como el carácter polar de los átomos de oxígeno y sodio, permite la unión de moléculas de agua dentro de la matriz de polímero. Por lo tanto, los productos de silicato de sodio a menudo existen en alótropos hidratados. (Wells, "Química inorgánica estructural").
Síntesis
Un esquema de síntesis de la sustancia implica una combinación de carbonato de sodio (Na2CO3) y dióxido de silicio (SiO2) en condiciones suficientes para fundir ambos reactivos. El silicato de sodio se produce mediante este método con suficiente eficacia para ser de uso comercial. (Greenwood, "Química de los elementos")
Propiedades físicas
Las propiedades físicas de las sustancias a base de silicato de sodio las hacen muy atractivas para uso comercial / industrial. Los líquidos y sólidos a base de silicato de sodio y producidos por PQ Corporation tienen una densidad de 1,6 g / cm cúbico. hasta aproximadamente 1,4 g / cm cúbico. También tenga en cuenta que las tablas de datos contienen información sobre el estado observado de cada producto en condiciones moderadas. Los productos de silicato de sodio existen como un sólido blanco y una variedad de líquidos con propiedades visiblemente diferentes. Las diferencias en las condiciones de reacción y los métodos de fabricación dan lugar a productos de vidrio soluble transparentes, opacos y "almibarados". (PQ, "Silicatos de sodio. Productos y especificaciones ")
Usar
El uso varía según el método de fabricación, el grado del producto y el agente de fraguado. Por ejemplo, la empresa Schundler enumera varios usos para los productos de silicato de sodio en "Aplicación de compuestos de perlita / silicato". Debido a la estructura molecular del silicato de sodio que incorpora hidratos, el vidrio soluble funciona como un sellador activado por un calentamiento suficiente. Si es necesario sellar una grieta en la maquinaria metálica, el “vidrio líquido” de silicato de sodio vertido se filtra en cada grieta de la fractura. Al calentar a unos 200 grados Fahrenheit, las moléculas de agua en la matriz de silicato de sodio se evaporan, dejando un sellador duro y quebradizo. (Schundler, "Compuestos de silicato para aislamiento de alta temperatura")
Investigar
Se están investigando productos de silicato de sodio para su uso en disipación de calor. Como dice la publicación citada, los dispositivos electrónicos están limitados, entre otras cosas, por el calor generado por la corriente eléctrica. A menos que un conductor electrónico sea perfecto (un superconductor), se genera calor. Aunque es muy pequeño individualmente, el efecto acumulativo de los circuitos electrónicos densos es suficiente para amenazar la integridad física de los componentes. Para disipar el calor de manera más eficiente al medio ambiente, se está estudiando el silicato de sodio. Se están investigando varias interfaces térmicas, espesores de disipadores y presión de disipadores para facilitar una mayor miniaturización electrónica. (SUNY, "Interfaz térmica de silicato de sodio")