O que é silicato de sódio?

O silicato de sódio, comumente conhecido como “vidro de água”, é proeminente devido à ampla aplicação comercial e industrial. Muitas vezes é composto de uma estrutura de polímero de oxigênio-silício que aloja água nos poros da matriz molecular. Os produtos de silicato de sódio são fabricados como sólidos ou líquidos espessos, dependendo do uso pretendido. Por exemplo, o copo d'água funciona como vedante em componentes metálicos. Por último, embora a produção de silicato de sódio seja uma indústria madura, há pesquisas em andamento para novas aplicações devido às suas propriedades condutoras de calor.

O silicato de sódio é um polímero de silício-oxigênio que contém componentes iônicos de sódio (Na +). Esse arranjo molecular é diferente dos materiais iônicos típicos, como o sal, que se baseia em unidades de fórmula unidas por atração elétrica. Em contraste, o silicato de sódio é semelhante aos plásticos à base de carbono, uma vez que as ligações silício-oxigênio-silício entre cada monômero são covalentes. A natureza semelhante a polímero da matriz de silicato de sódio, bem como o caráter polar dos átomos de oxigênio e sódio, permite a ligação de moléculas de água dentro da matriz polimérica. Portanto, produtos de silicato de sódio freqüentemente existem em alótropos hidratados. (Wells, "Structural Inorganic Chemistry").

Um esquema de síntese para a substância envolve uma combinação de carbonato de sódio (Na2CO3) e dióxido de silício (SiO2) em condições suficientes para fundir ambos os reagentes. O silicato de sódio é produzido por este método com eficiência suficiente para ser usado comercialmente. (Greenwood, "Chemistry of the Elements")

As propriedades físicas das substâncias à base de silicato de sódio as tornam muito atraentes para uso comercial / industrial. Líquidos e sólidos à base de silicato de sódio e produzidos pela PQ Corporation têm densidade de 1,6g / cm cúbico. a cerca de 1,4 g / cm cúbico. Observe também que as tabelas de dados contêm informações sobre o estado observado de cada produto em condições moderadas. Os produtos de silicato de sódio existem como um sólido branco e uma variedade de líquidos com propriedades visivelmente diferentes. As diferenças nas condições de reação e métodos de fabricação levam a produtos de vidro de água transparentes, opacos e “xaroposos”. (PQ, "Sodium Silicates. Produtos e especificações ")

O uso varia dependendo do método de fabricação, grau do produto e agente de configuração. Por exemplo, a Schundler Company lista vários usos para produtos de silicato de sódio em "Application of Perlite / Silicate Composites". Devido à estrutura molecular do silicato de sódio que incorpora hidratos, o silicato de sódio funciona como um selante ativado por aquecimento suficiente. Se uma rachadura em um maquinário metálico precisar ser selada, o “vidro líquido” de silicato de sódio derramado se infiltrará em cada fenda da fratura. Após o aquecimento a cerca de 200 graus Fahrenheit, as moléculas de água na matriz de silicato de sódio evaporam, deixando um selante duro e quebradiço. (Schundler, "Silicate Composites for High-Temperature Insulation")

Produtos de silicato de sódio estão sendo pesquisados ​​para uso na dissipação de calor. Como afirma a publicação citada, os dispositivos eletrônicos são limitados, entre outras coisas, pelo calor gerado pela corrente elétrica. A menos que um condutor eletrônico seja perfeito (um supercondutor), o calor é gerado. Embora muito pequeno individualmente, o efeito cumulativo de circuitos eletrônicos densos é suficiente para ameaçar a integridade física do componente. Com o objetivo de dissipar o calor de forma mais eficiente para o meio ambiente, o silicato de sódio está sendo estudado. Várias interfaces térmicas, espessura do dissipador e pressão do dissipador estão sendo pesquisadas para facilitar a miniaturização eletrônica. (SUNY, "Interface Térmica de Silicato de Sódio")