Na2SiO3 - křemičitan sodný - vodní sklo - vlastnosti, reakce, využití

V dnešním videu si povíme něco o vodním skle - konkrétně o roztoku křemičitanu sodného.
_________________________________________________________________
► WEB: http://wekon.cz/
► Facebook:   / wekonslab  
► Twitter:   / lordwekon  
_________________________________________________________________
Vodní sklo je vodný roztok křemičitanu sodného (Na2SiO3).

Výroba tekutého vodního skla:

a) Výroba z PKS/D (pevný křemičitan sodný/draselný)
PKS/D se vyrábí ze sklářského písku (oxid křemičitý, 70-75%) tavením ve sklářské vanové peci při teplotě 1400 – 1600 °C za pomoci alkalických tavidel – soda (uhličitan sodný) nebo potaš (uhličitan draselný) , tj. látek, které tavení písku usnadňují. Roztavená sklovina se prudce chladí za účelem rozpraskání na co nejmenší části (vizuálně podobné kouskům ledu) a tím co nejednodušší následné rozpouštění.Takto připravený vstupní materiál se pomocí hydroxidu sodného/draselného, vody,teploty a tlaku rozpouští v autoklávu (vytápěná, uzavíratelná tlaková nádoba) na tekuté vodní sklo.Tímto způsobem lze vyrábět všechny typy vodních skel.

b) Hydrotermální reakcí
V autoklávu se za pomocí hydroxidu,vody,teploty a tlaku přímo rozpouští křemičitý písek. Touto metodou lze vyrábět jen určité typy vodních skel sodných.
Přidáváním organických či anorganických aditiv do procesu rozpouštění v autoklávu lze vylepšovat parametry a vlastnosti vodních skel.

Vlastnosti vodního skla:

Složení vodního skla bývá nejčastěji charakterizováno křemičitým modulem M, což je molární poměr SiO2/Na2O pro sodné sklo nebo SiO2/K2O pro draselné sklo. Hodnota křemičitého modulu běžně vyráběných typů vodního skla leží obvykle v rozmezí 1,6-4,1. Vedle modulu se k charakterizaci vodního skla používá nejčastěji jeho hustota, která poskytuje informaci o koncentraci roztoku i o složení výchozího skla, dále viskozita a rovněž hodnota pH. Viskozita vodního skla závisí na jeho koncentraci a na hodnotě křemičitého modulu výchozího skla. Při porovnávání údajů o viskozitě je třeba vzít v úvahu, že vodní sklo se chová jako nenewtonská kapalina a hodnota viskozity tedy závisí na způsobu měření. Hodnota pH je rovněž funkcí chemického složení a koncentrace vodního skla. Vodní skla, jakožto roztoky solí silné zásady a slabé kyseliny jsou značně alkalická.

Vytvrzování vodního skla:

Vytvrzování vodního skla je způsobeno tvorbou gelu kyseliny křemičité, nejčastěji v důsledku reakce alkalického křemičitanu s oxidem uhličitým, resp. kyselinou uhličitou, podle následujícího schématu:

Me2SiO3 + H2CO3 → Me2CO3 + H2SiO3 (gel SiO2 • n H2O)

Vedlejším produktem vytvrzovací reakce je tedy podle typu vodního skla buď soda nebo potaš.

Použití vodního skla:

Vodní sklo sodné se používá jako přísada do odmašťovacích, pracích a čistících prostředků,jako pojivo při výrobě svařovacích drátů či pískových forem ve slévárnách. V čistírnách odpadních jako odstraňovač těžkých kovů. Dále pak jako lepidlo v papírenském průmyslu či aktivátor při výrobě geopolymerních materiálů. Pro výrobu nátěrových hmot,tmelů,suchých maltových směsí apod. ve stavebnictví se používá draselné vodní sklo.
Pro náročné aplikace jako jsou průmyslové podlahy, speciální protipožární materiály, barvy apod. se používají méně známá vodní skla lithná, sodno - lithná a draselno – lithná.

Dříve, ještě v druhé polovině dvacátého století, se na území bývalého Československa používal k uchovávání vajec, když se vejce naskládala do láhve a zalila vodním sklem. Roztok ucpal póry ve skořápkách vajec a ta tak vydržela řadu měsíců. Sloužil také k impregnaci papírových tkanin a jako plnivo do mýdel. Může se používat také jako lepidlo, například na lepení šamotového obložení kamen. V druhé polovině 19. století se používalo také při restaurování ke konzervaci povrchu soch, což ale z dlouhodobého hlediska památkám přitížilo. Vodní sklo se používá ve stavebnictví k urychlení tuhnutí cementových směsí a k mineralizaci dřevěných konstrukcí a tím k ochraně proti požáru. Vlivem vody a oxidu uhličitého (CO2) dochází k vyloučení gelu SiO2.H2O, který dřevo mineralizuje.
S ethanolem reaguje za vzniku silikonu.

_________________________________________________________________
Hudba použitá ve videu:

Intro:
Skladba: News Theme 2
Interpret: Audionautix
Podléhá licenci: Creative Commons Attribution 4.0 International (CC BY 4.0) (Download link: https://creativecommons.org/licenses/...)
Zdroj:    / audiolibra