Natriumsilicate
Natriumsilicate sind chemische Verbindungen aus der Gruppe der Natriumverbindungen und Silicate, die in mehreren molaren Verhältnissen vorkommen (Monosilicat, Metasilicat, Polysilicat, ...). Je nach Art der Herstellung und dem Reinheitsgrad sind sie mehr oder weniger hydratisiert oder löslich. Daneben wird auch noch das Natriumsalz Na4SiO4 der Orthokieselsäure Si(OH)4 als Natriumorthosilikat bezeichnet.
Vorkommen
Natürlich kommen Natriumsilicate in Form der Mineralien Ertixiit Na2Si4O9 und Natrosilit Na2Si2O5 vor.[1]
Gewinnung und Darstellung
Natriumsilicate in amorpher Form werden durch Zusammenschmelzen von Siliciumdioxid und Natriumoxid (oder Natriumcarbonat unter Entwicklung von Kohlendioxid) in molaren Verhältnissen zwischen 1:1 bis 4:1 hergestellt. Die so erhaltenen Feststoffe werden bei etwa 150 °C und 5 bar Dampfdruck in Wasser gelöst um eine Lösung in Wasser (Natronwasserglas) zu erhalten.
Eigenschaften
| Name | Natriumorthosilikat | Dinatriummetasilikat Natriummetasilikat E 550 |
Dinatriumdisilikat | Dinatriumtrisilikat | |||||||||
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| Strukturformel |
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| CAS-Nummer | 13472-30-5 | 6834-92-0 13517-24-3 Nonahydrat 10213-79-3 Pentahydrat |
13870-28-5 | 13870-30-9 | |||||||||
| 1344-09-8 (unspezifiziert) | |||||||||||||
| PubChem | 26051 | 23266 | 61699 | 23266 | |||||||||
| Summenformel | Na4O4Si | Na2O3Si | Na2O5Si2 | Na2O7Si3 | |||||||||
| Molare Masse | 184,04 g·mol−1 | 122,06 g·mol−1 | 182,15 g·mol−1 | 242,23 g·mol−1 | |||||||||
| Aggregatzustand | fest | ||||||||||||
| Kurzbeschreibung | als Reinstoff farbloser und geruchloser Feststoff | ||||||||||||
| Schmelzpunkt | 1018 °C[2] | 1098 °C[3] | |||||||||||
| Dichte | 1,39 g·cm−3[2] | 2,61 g·cm−3[3] | |||||||||||
| Löslichkeit | löslich in Wasser (175…350 g·l−1 bei 20 °C)[2][3] | ||||||||||||
| GHS- Kennzeichnung |
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| H- und P-Sätze | keine H-Sätze | 302‐314‐335 | siehe oben | siehe oben | |||||||||
| keine EUH-Sätze | keine EUH-Sätze | siehe oben | siehe oben | ||||||||||
| keine P-Sätze | 260‐303+361+353‐305+351+338‐301+330+331‐405‐501 | siehe oben | siehe oben | ||||||||||
| Gefahrstoff- kennzeichnung [2] |
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| R-Sätze | 34‐37 | 36/37/38 | |||||||||||
| S-Sätze | (1/2)‐13‐24/25‐36/37/39‐45 | 26 | |||||||||||
Natriumsilicate sind kristalline oder als Gemisch verschiedener Silicate glasartige (amorphe) Feststoffe bzw. in Wasser viskose Lösungen. Als Reinstoff sind sie farblos, technische Produkte erscheinen durch Verunreinigungen leicht blau bis grün oder gelb bis braun. Natronwasserglas reagiert infolge teilweiser Hydrolyse alkalisch. Durch das Kohlendioxid der Luft wird die Lösung allmählich neutralisiert, wobei je nach Konzentration Fällungsprodukte der Kieselsäure entstehen. Natriummetasilicat kommt daneben noch in mehreren Hydratformen vor, wobei das Nonahydrat bei 48 °C und das Pentahydrat bei 72 °C schmilzt.[3]
Verwendung
Silicate haben ein so breites Anwendungsgebiet, dass nur einige wichtige Anwendungen aufgeführt werden. Diese werden hauptsächlich in Form von sogenanntem Wasserglas (wasserlösliche Silicate von Alkalimetallen, vornehmlich von Natrium und Kalium) eingesetzt. Natriumsilicat wird als Bindemittel, Brandschutzmaterial sowie als Puffer und Stabilisator für Chemikalien (z. B. H2O2), für die Brikettierung von Kohle, Glas, Erz, beim Papier-Recycling, beim Beschichten von Papier und zur Metallentfettung verwendet. Es ist auch in Waschmitteln, Bleichlaugen, Seifen, Reinigungsmitteln, Zementen, Mörtel, keramischen Erzeugnissen, Anstrichfarben und kosmetischen Präparaten enthalten.
Die Auswirkungen von Dinatriummetasilicat auf die menschliche Gesundheit und die Umwelt werden unter REACH im Jahr 2015 im Rahmen der Stoffbewertung von Lettland geprüft.[6]
Weblinks
- Sodium silicates (KEMI)
- Verfahren zur Herstellung von kristallinen Natriumsilikaten (FreepatentsOnline)
- OECD: Screening Information Dataset (SIDS) Initial Assessment Report (SIAR) für Soluble Silicates (PDF)Für Screening Information Datasets bitte Vorlage:SIDS verwenden!
- Ein Beitrag zur Kenntnis der Kieselsäure (PDF, ETH Zürich)
Einzelnachweise
- ↑ Mineraliensuche (Mineralienatlas)
- ↑ a b c d Eintrag zu Natriumsilikat in der GESTIS-Stoffdatenbank des IFA (JavaScript erforderlich)
- ↑ a b c d e Eintrag zu Dinatriummetasilikat in der GESTIS-Stoffdatenbank des IFA (JavaScript erforderlich)
- ↑ Datenblatt Tetrasodium orthosilicate (PDF) bei GuideChem, abgerufen am 27. Oktober 2014.
- ↑ Datenblatt Sodium metasilicate bei Sigma-Aldrich (PDF).
- ↑ Vorlage:CoRAP-Liste