Wasserglas (Chemie)
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Als Wasserglas werden wasserlösliche Silikate der Alkalimetalle, vornehmlich von Natrium und Kalium, bezeichnet. Diese glasartigen, also amorphen, nicht-kristallinen Alkalisilikate sind nichtstöchiometrisch zusammengesetzt, und enthalten außerdem noch unterschiedliche Mengen an Wasser.
Zur Herstellung wird ein Gemenge aus hochreinem Quarzsand und Kaliumcarbonat (für Kaliwasserglas) bzw. Natriumcarbonat (für Natronwasserglas) unter CO2-Entwicklung bei 1100 °C bis 1200 °C [1] verschmolzen. Die Schmelztemperatur der Verbindung liegt bei 1350 bis 1480 °C, je nach dem Mengenverhältnis zwischen Sand und Alkalicarbonat. Das abgekühlte Glas wird zu einem Pulver gemahlen (festes Wasserglas). Daraus wird durch Lösen in Wasser bei hohen Temperaturen (150 °C) flüssiges Wasserglas als klare, alkalische Lösung oder auch als Gel (gallertartige bis feste Masse) gewonnen.
[Bearbeiten] Verwendung
Zur Anwendung kommt meist flüssiges Wasserglas (flüssiges Kalium-/Natriumsilikat, LIQVOR SILICIVM). In der Keramik dient es als Elektrolyt zur Verflüssigung einer keramischen Masse. Benutzt wird es zudem z. B. als Klebstoff und Bleichmittel in der Papierindustrie, als Bindemittel z. B. bei Farben (Mineralfarben), als Zusatz in Schweißelektroden, in Waschmitteln, um Bauteile von Waschmaschinen vor Korrosion zu schützen, als Abdichtung bei Mauerwerk, Deponien und im Untertagebau, zum Schutz von Natursteinen vor Witterungseinflüssen, bei Sol-Gel-Prozessen und als Pflanzenstärkungsmittel in der ökologischen Landwirtschaft. In der Mikrobiologie wird Wasserglas als Ersatz für Agar, der im sauren pH-Bereich hydrolysiert, bei der Herstellung von festen Nährmedien für die Anzucht säureliebender (acidophiler) Bakterien eingesetzt. In der Gießereitechnik benutzt man Wasserglas zum Härten von Sandformen.
Eine vor der Verbreitung von Kühlschränken gebräuchliche Konservierungsmethode, z. B. zum Einlegen von Eiern, beruht ebenfalls auf Wasserglas: Man rührt eine gewisse Menge der Alkalisilikatlösung in Wasser und schlägt die Mischung mit einem Schneebesen auf. Nach einer Weile wird die Lösung dann gallertartig/halbfest.
Ende des zwanzigsten Jahrhunderts wurde Wasserglas (vor allem als Natriumsilikat) oft in „magischen Kristallgärten“ benutzt. Dazu wurde Wasserglas mit verschiedenen Metallsalzkristallen vermischt, wobei farbige, stängelartige Gebilde aus den Kristallen herauswuchsen. Chemisch gesehen ist dies eine Folge der Polymerisation der Natriumsilikationen unter Einfluss der als Lewissäuren dienenden Metallionen; die Farbe der Gebilde entsteht durch die Substitution der Natriumionen durch andere Schwermetallionen. Die farbigen Fortsätze können sowohl Stalaktit- oder Stalagmit-ähnlich sein, abhängig davon, ob die Kristalle nach unten sinken oder auf der Oberfläche schweben. Dazu ist zu bemerken, dass die Gebilde den angegebenen Tropfsteinformationen nur in der Form ähneln, und dass in diesem Fall die Verteilung (oben/unten) vertauscht ist. Das Streben dieser Strukturen nach oben zu wachsen entsteht dadurch, dass das Polymer wie eine semipermeable Membran agiert, welche die hochkonzentrierte Metallsalzlösung einschließt; das Wachstum entsteht dementsprechend durch ein kontinuierliches 'Platzen' dieser Membran, an der Stelle wo sie am dünnsten ist (oben).
[Bearbeiten] Weblinks
- Sicherheitsdatenblatt (PDF) (35 kB)
