Ce este silicatul de sodiu?

Silicatul de sodiu, cunoscut în mod obișnuit ca „sticlă de apă”, este proeminent datorită unei aplicații comerciale și industriale extinse. Este adesea compus dintr-o coloană vertebrală de polimer oxigen-siliciu care adăpostește apa în porii matricei moleculare. Produsele cu silicat de sodiu sunt fabricate ca solide sau lichide groase, în funcție de utilizarea intenționată. De exemplu, sticla de apă funcționează ca un material de etanșare în componentele metalice. În cele din urmă, deși producția de silicat de sodiu este o industrie matură, există cercetări în curs pentru noi aplicații, având în vedere proprietățile sale conductoare la căldură.

Silicatul de sodiu este un polimer siliciu-oxigen care conține componente ionice de sodiu (Na +). Un astfel de aranjament molecular este diferit de materialele ionice tipice, cum ar fi sarea, care se bazează pe unități de formulă unite prin atracție electrică. Prin contrast, silicatul de sodiu este similar cu materialele plastice pe bază de carbon, deoarece legăturile siliciu-oxigen-siliciu dintre fiecare monomer sunt covalente. Natura asemănătoare polimerului matricei silicatului de sodiu, precum și caracterul polar al atomilor de oxigen și sodiu permite legarea moleculelor de apă în matricea polimerică. Prin urmare, produsele din silicat de sodiu există adesea în alotropii hidrați. (Wells, „Chimie anorganică structurală”).

O schemă de sinteză pentru substanță implică o combinație de carbonat de sodiu (Na2CO3) și dioxid de siliciu (SiO2) în condiții suficiente pentru a topi ambii reactanți. Silicatul de sodiu este produs prin această metodă cu o eficiență suficientă pentru a fi de uz comercial. (Greenwood, „Chimia elementelor”)

Proprietățile fizice ale substanțelor pe bază de silicat de sodiu le fac foarte atractive pentru uz comercial / industrial. Lichidele și solidele pe bază de silicat de sodiu și produse de PQ Corporation au o densitate de la 1,6 g / cm cubi. la aproximativ 1,4 g / cm cubi. De asemenea, rețineți că tabelele de date conțin informații despre starea observată a fiecărui produs în condiții moderate. Produsele cu silicat de sodiu există sub formă de solid alb și o varietate de lichide cu proprietăți vizibil diferite. Diferențele în condițiile de reacție și metodele de fabricație conduc la produse clare, opace și „siropoase” din sticlă de apă. (PQ, „Silicați de sodiu. Produse și specificații ")

Utilizarea variază în funcție de metoda de fabricație, clasa produsului și agentul de stabilire. De exemplu, Compania Schundler enumeră diverse utilizări pentru produsele cu silicat de sodiu în „Aplicarea compozitelor de perlit / silicat”. Datorită structurii moleculare a silicatului de sodiu care încorporează hidrați, sticla de apă funcționează ca un material de etanșare activat prin încălzire suficientă. Dacă o fisură a mașinilor metalice trebuie sigilată, „sticla lichidă” de silicat de sodiu turnată se scurge în fiecare crăpătură a fracturii. La încălzirea la aproximativ 200 de grade Fahrenheit, moleculele de apă din matricea silicatului de sodiu se evaporă, lăsând un material de etanșare dur și fragil. (Schundler, „Compozite silicatice pentru izolații la temperaturi ridicate”)

Produsele cu silicat de sodiu sunt cercetate pentru disiparea căldurii. După cum se menționează în publicația citată, dispozitivele electronice sunt limitate, printre altele, de căldura generată de curentul electric. Dacă un conductor electronic nu este perfect (un supraconductor), se generează căldură. Deși foarte mic individual, efectul cumulativ al circuitelor electronice dense este suficient pentru a amenința integritatea fizică a componentelor. Pentru a disipa căldura mai eficient în mediu, se studiază silicatul de sodiu. Diverse interfețe termice, grosimea disipatorului și presiunea disipatorului sunt cercetate pentru a facilita miniaturizarea electronică suplimentară. (SUNY, „Interfață termică cu silicat de sodiu”)