سدیم سیلیکات
و کاربرد آن به عنوان روان ساز در صنعت کاشی و سرامیک
بخش دوم: خواص و ویژگی های « سدیم سیلیکات »
خواص
سدیم سیلیکات پودر سفید رنگی است که به آسانی در آب حل می شود و محلولی قلیائی به وجـود می آورد. ایـن یکی از ترکیـباتی است که شامل سدیم اورتـوسیلیکات (Na4SiO4)، سدیم پیروسیلیکات (Na6Si2O7) و دیگر ترکیبات می شود. همة آنها شیشه ای (glassy)، بی رنگ و قابل حل در آب هستند. سدیم سیلیکات در محلولهای خنـثی و قلیائی پایدار است. در محلولهای اسیدی، یون سلیکات با یونهای هیدروژن واکنش می دهد تا «سیلیسیک اسید» را تشکیل دهد که وقتی گرم شود، «سیلیکا ژل» را که ماده ای سخت و شیشه ای است، به وجود می آورد.
یادآوری: محیط اسیدی، خنـثی و بازی (قلیائی) را با توجه به عدد pH به صورت زیر تقسیم می کنند:
|
نوع محیط |
اسیدی (Acid) |
خنثی (Neutral) |
بازی (Alkali) |
|
محدودة pH |
یک تا کمتر از 7 |
7 |
بیشتر از 7 تا 14 |
نسبت «سیلیس به سودا» یا Ratio
یکی از مشخصه های مهم در تعیین کاربرد انواع «سدیم سیلیکات» در صنایع مختلف، نسبت سیلیس به سودا (یا Ratio) است. این نسبت را به صورت زیر می توان نوشت:
Ratio = SiO2 / Na2O
با توجه به موارد مصرف می توان سه محدوده برای آن تعریف کرد:
|
کاربرد |
مدول |
محدوده |
|
صنایع شوینده |
05/0± 00/1 10/0 ± 00/2 |
نسبت پائین (Low Ratio) |
|
صنایع کاشی، سرامیک، ریخته گری |
05/0 ± 50/2 10/0 ± 00/3 |
نسبت متوسط (Medium Ratio) |
|
صنایع فولاد و چسب |
05/0 ± 50/3 |
نسبت بالا (High Ratio) |
هر چه نسبت Ratio بالاتر باشد، دانسیته (جرم حجمی) سدیم سیلیکات نیز بالاتر خواهد بود. برای مثال، دانسیتة یک نمونه سدیم سیلیکات صنعتی با 1/2-9/1=Ratio برابر است با gr/cc ۴۵/۱-۳۵/۱.
در منبعی دیگر (از این نشانه) دو محدوده برای Ratio تعریف شده است:
5/2 – 3/2 Low Ratio
5/3 – 3/3 High Ratio
در همین منبـع خـواص درجه های مختـلف صنـعتی «سدیـم سیلیکات» تولیدی یکی از شرکتها (MS Jain Group) (http://www.kiranglobal.com) به صورت جدول زیر قید شده است:
|
حداقل 260/1 |
حداقل 380/1 |
حداقل 590/1 |
حداکثر 690/1 |
وزن مخصوص (در ˚C20) |
|
حداکثر 2/0 درصد |
حداکثر 2/0 درصد |
حداکثر 2/0 درصد |
حداکثر 2/0 درصد |
عدم حلالیت |
|
7-6 درصد |
20-9 درصد |
15-14 درصد |
18-17 درصد |
Na2O |
|
25-23 درصد |
30-28 درصد |
36-34 درصد |
38-36 درصد |
SiO2 |
|
حداکثر 03/0 درصد |
حداکثر 03/0 درصد |
حداکثر 05/0 درصد |
حداکثر 05/0 درصد |
اکسید آهن (Ferrous dioxide) |
جدول زیر که برگرفته از ویکیـپدیای انگلیسی است، خواص فیزیکی و ترموشیمیائی سدیم سیلیکات را خلاصه کرده است:
|
خواص فیزیکی |
|
|
فرمول مولکولی |
Na2SiO3 یا Na2O∙SiO2 |
|
جرم مولی |
gr/mol 06/122 (بی آب) gr/mol 14/212 (پنتا هیدرات) |
|
ظاهر |
جامد بی رنگ (به صورت محلول آبی هم وجود دارد) |
|
قابلیت انحلال در آب |
محلول |
|
دانسیته |
gr/cc 4/2 (جامد) |
|
نقطة ذوب |
˚C1088 (بی آب) ˚C2/72 (پنتا هیدرات) |
|
شاخص شکست نوری (nD) |
52/1 (بی آب) 456/1 (پنتا هیدرات) |
|
خواص ترموشیمیائی |
|
|
انتالپی استاندارد تشکیل |
Kj/mol 1519- = ΔH˚f 298 |
|
انتروپی مولی استاندارد |
J/mol∙K 8/113 = S˚298 |
ترجمه و تألیف: ابوالفضل گروئی