Il silicato di sodio, comunemente noto come "waterglass", è prominente grazie all'ampia applicazione commerciale e industriale. È spesso composto da un backbone di polimero di ossigeno-silicio contenente acqua nei pori della matrice molecolare. I prodotti di silicato di sodio sono prodotti come solidi o liquidi densi, a seconda dell'uso previsto. Ad esempio, waterglass funge da sigillante nei componenti metallici. Infine, sebbene la produzione di silicato di sodio sia un'industria matura, è in corso una ricerca per nuove applicazioni date le sue proprietà conduttive.
Composizione molecolare
Il silicato di sodio è un polimero di silicio-ossigeno contenente sodio ionico ( Na +) componenti. Tale disposizione molecolare è diversa dai tipici materiali ionici come il sale, che si basa su unità di formula unite dall'attrazione elettrica. Al contrario, il silicato di sodio è simile alla plastica a base di carbonio poiché i legami silicio-ossigeno-silicio tra ciascun monomero sono covalenti. La natura simile al polimero della matrice di silicato di sodio nonché il carattere polare degli atomi di ossigeno e sodio consente l'unione di molecole d'acqua all'interno della matrice polimerica. Pertanto, i prodotti di silicato di sodio spesso esistono in allotropi idrati. (Wells, "Structural Inorganic Chemistry").
Synthesis
Uno schema di sintesi per la sostanza prevede una combinazione di carbonato di sodio (Na2CO3) e biossido di silicio (SiO2) in condizioni sufficienti a sciogliere entrambi reagenti. Il silicato di sodio è prodotto con questo metodo con efficienza sufficiente per essere di uso commerciale. (Greenwood, "Chimica degli elementi")
Proprietà fisiche
Le proprietà fisiche delle sostanze a base di silicato di sodio li rendono molto interessanti per uso commerciale /industriale. Liquidi e solidi a base di silicato di sodio e prodotti da PQ Corporation hanno una densità da 1,6 g /cm cubi. a circa 1,4 g /cubic cm. Si noti inoltre che le tabelle di dati contengono informazioni sullo stato osservato di ciascun prodotto in condizioni moderate. I prodotti di silicato di sodio esistono come solido bianco e una varietà di liquidi con proprietà visibilmente diverse. Le differenze nelle condizioni di reazione e nei metodi di produzione portano a prodotti di vetro trasparente, opachi e "sciroppi". (PQ, "Silicati di sodio, prodotti e specifiche")
Uso
L'uso varia in base al metodo di produzione, al tipo di prodotto e all'agente di dosaggio. Ad esempio, la Schundler Company elenca vari usi per i prodotti di silicato di sodio in "Applicazione di compositi di perlite /silicato". A causa della struttura molecolare del silicato di sodio che incorpora idrati, il vetro dell'acqua funziona come un sigillante attivato da un riscaldamento sufficiente. Se una fessura nel macchinario metallico deve essere sigillata, il silicato di sodio "vetro liquido" penetra in ogni fessura della frattura. Al riscaldamento a circa 200 gradi Fahrenheit, le molecole d'acqua nella matrice di silicato di sodio evaporano, lasciando un sigillante duro e fragile. (Schundler, "Composti silicati per isolamento ad alta temperatura")
Ricerca
I prodotti a base di silicato di sodio sono stati studiati per l'utilizzo della dissipazione del calore. Come afferma la pubblicazione citata, i dispositivi elettronici sono limitati, tra le altre cose, dal calore generato dalla corrente elettrica. A meno che un conduttore elettronico non sia perfetto (un superconduttore), viene generato calore. Sebbene sia singolarmente piccolo, l'effetto cumulativo dei circuiti elettronici densi è sufficiente a minacciare l'integrità fisica dei componenti. Al fine di dissipare il calore in modo più efficiente per l'ambiente, si sta studiando il silicato di sodio. Varie interfacce termiche, lo spessore del dissipatore e la pressione del dissipatore vengono ricercate per facilitare un'ulteriore miniaturizzazione elettronica. (SUNY, "Interfaccia termica con silicato di sodio")
