¿Qué es el Silicato de Sodio?
Silicato de sodio es el nombre genérico de las sales sódicas del ácido silícico.
Está disponible en varias composiciones, como Na4SiO4, Na2Si2O5 y Na2Si4O9, pero el silicato de sodio se conoce comúnmente como metasilicato de sodio, Na2SiO3.
El silicato de sodio es un sólido cristalino incoloro a temperatura ambiente y soluble en agua. Su solución acuosa concentrada es irritante y se denomina vidrio al agua. Cuando se añade ácido clorhídrico al vidrio al agua, se obtiene ácido silícico. La viscosidad depende de la proporción de ácido silícico y sodio.
Usos del Silicato de Sodio
El silicato de sodio se utiliza en diversas aplicaciones, como adhesivos y cerámica. El silicato de sodio se utiliza como adhesivo en el proceso de fabricación de diversos productos de papel, como núcleos de papel higiénico y cartón, por su alta seguridad y bajo impacto ambiental.
En cerámica, recubrir con silicato de sodio las asas de las tazas y otras partes de la taza antes de unirlas a ella puede evitar daños debidos a la formación de espuma.
El silicato de sodio también se utiliza como inhibidor de la oxidación de los metales. El metal reacciona con el silicato de sodio, produciendo una capa de ácido silícico y óxidos metálicos en la superficie del metal, impidiendo una mayor erosión.
Otros usos incluyen aditivos en jabones y detergentes, materiales de construcción y fundiciones. Entre los derivados del silicato de sodio se encuentran el gel de sílice, la zeolita y el ácido silícico anhidro.
Propiedades del Silicato de Sodio
Las soluciones acuosas de silicato de sodio son débilmente alcalinas; la solución es estable a pH 10,2 y superiores. La adición de ácido reduce el pH y aumenta la viscosidad debido a la formación de enlaces de siloxano.
Las soluciones acuosas de silicato de sodio reaccionan con metales pesados y otras sustancias, produciendo precipitación. Esta propiedad es muy utilizada en el tratamiento de aguas residuales y de aguas. Cuando se añade alcohol, fenol o aldehído al silicato de sodio, éste se deshidrata y libera gel de silicato.
Tipos de Silicato de Sodio
El silicato de sodio es un silicato de sodio, generalmente expresado como Na2O, nSiO2 y mH2O. Dependiendo de la proporción de los tres componentes, existen varios tipos de silicato de sodio con diferentes propiedades físicas y químicas en forma vítrea, cristalina y de solución acuosa. Industrialmente, se fabrica con SiO2/Na2O en el intervalo 0,5-4.
Los silicatos de sodio cristalinos incluyen el ortosilicato de sodio (2Na2O-SiO2.xH2O), el sesquisilicato de sodio (3Na2O-2SiO2.xH2O) y el metasilicato de sodio (Na2O-SiO2.xH2O). También existen soluciones acuosas (vidrio de agua) en diferentes proporciones de Na2O y SiO2, como la nº 1 y la nº 2.
Estructura del Silicato de Sodio
La estructura del silicato de sodio varía según su tipo, pero generalmente consiste en tetraedros de silicato unidos a través de átomos de oxígeno compartidos, formando una red tridimensional de átomos de silicio y oxígeno. Los cationes de sodio se incorporan a la red, llenando los espacios entre los tetraedros de silicato y equilibrando la carga negativa de los átomos de oxígeno.
En solución acuosa, existen como iones de metasilicato encadenados en lugar de iones de ortosilicato. A medida que disminuye la concentración de iones de sodio, se produce la ramificación y el entrecruzamiento de los iones de silicato, dando lugar a una estructura de red.
Cómo se produce el Silicato de Sodio
el Silicato de sodio (vidrio al agua) puede producirse por vía seca o por vía húmeda.
En el proceso seco, la arena de sílice se mezcla primero con hidróxido sódico o carbonato sódico y después se funde. El casco y el agua resultantes se disuelven en un autoclave, se filtran a través de un filtro prensa y se ajusta la proporción molar para obtener silicato de sodio.
En el proceso húmedo, el hidróxido de sodio y la arena de sílice reaccionan en un autoclave con vapor a presión. A continuación, el silicato de sodio se filtra y se concentra.