Силикат калия — описание, свойства, применение

Силикат калия

Силикат калия – одна из солей кремниевой кислоты, которая образуется в результате взаимодействия кислоты и щелочи, иногда такую соль называют также кремнекислый калий. Данное вещество – широко распространенное в природе и синтезируемое в лабораторных условиях неорганическое соединение, которое активно используется человечеством. Вместе с тем, безопасность силиката калия, как для организма, так и для окружающей среды, полностью не доказана, исследования по изучению этой соли еще ведутся.

Силикат калия: свойства и получение

Силикат калия представляет собой белый либо слегка желтоватый порошок, не обладающий выраженным запахом. Кроме того, в продаже данное соединение встречается в форме жидкого раствора или хлопьев. Кремнекислый калий обладает следующими характеристиками:

  • он способен абсорбировать воду;
  • не растворяется в спирте;
  • растворяется в горячей и очень плохо растворяется в холодной воде;
  • кремнекислый калий известен как вещество, препятствующее слеживанию и образованию комков в сыпучих массах и смесях.

Получение силиката калия в промышленных масштабах возможно одним из следующих способов:

  • методом кристаллизации;
  • путем температурного воздействия на оксиды кремния и кальция;
  • получение соли в виде осадка из газовой фазы и растворов;
  • с помощью гидротермального синтеза.

Применение силиката калия

Благодаря своим химическим свойствам силикат калия широко используется в различных сферах и областях промышленности:

  • В косметологии кремнекислый калий применяют с целью продления срока хранения и предотвращения слеживания таких продуктов, как румяна, пудра, тени, различные присыпки;
  • Фармакология использует кремниевую соль в составе лечебных гелей и некоторых лосьонов;
  • Свое применение силикат калия находит и в процессе изготовления эмали, керамики, некоторых видов стекла;
  • Кремнекислый калий также зачастую входит в состав бетона, цемента, огнеупоров;
  • Жидкое стекло – один из самых известных материалов, производство которого осуществляется на основе силиката калия;
  • Химическая промышленность с помощью кремнекислого калия получает силикат свинца, твердый адсорбент силикагеля, метасиликат натрия;
  • В литейной промышленности силикат калия применяется в качестве флотационного реагента, а черная металлургия использует его для изготовления форм;
  • В пищевой промышленности силикат калия известен под маркировкой Е560, он играет роль эмульгатора и предотвращает слеживание и образование комков в сыпучих продуктах питания. Эту добавку можно встретить в сухом молоке и сливках, молочных смесях, приправах и специях, заменителях соли и сахара. Кроме того, кремнекислый калий применяется для изготовления некоторых сырных продуктов.

Влияние силиката калия на организм человека

Вред силиката калия на настоящий момент не имеет научно подтвержденных доказательств. Тем не менее, исследования влияния этого соединения на человеческий организм все еще ведутся, именно поэтому в России и некоторых других странах пищевая добавка Е560 запрещена к использованию до тех пор, пока не будет доказан или опровергнут вред силиката калия для здоровья человека.

Отметим, что пищевая промышленность ряда государств все же применяет кремнекислый калий в производстве продукции, так как добавка считается относительно безопасной, но доля его не должна превышать 30 мг на 1 кг готовой продукции. Вместе с тем, медики советуют воздержаться от употребления продуктов питания, содержащих силикат калия из-за возможного риска возникновения заболеваний желудочно-кишечного тракта и других органов пищеварения.

Добавка Е 560: опасна для здоровья, необходима для строительства

Еще недавно добавку со странным для пищевой промышленности названием «жидкое калиевое стекло» можно было найти в составе соли, сахара и даже сухого молока. Дополнительно проведенные исследования доказали: вещество для здоровья опасно.

В 2010 году продукт под кодом E 560 исключили из списка разрешенных.

Название продукта

Силикат калия — официальное наименование добавки. Международный синоним — Potassium Silicate.

  • Е 560 (Е–560), индекс в европейской кодификации добавок;
  • калий кремнекислый;
  • жидкое калиевое стекло;
  • силикат-глыба;
  • Kaliumsilikat, немецкое;
  • silicate de potassium, французское.

Тип вещества

Добавка E 560 относится к категории эмульгаторов. Водный раствор силиката калия имеет консистенцию очень вязкой тягучей жидкости.

Продукт является производным кремниевой кислоты, ее калиевой солью.

Получают добавку кристаллизацией стекольных расплавов или гидротермальным синтезом природных минералов, содержащих оксиды кремния, натрия и калия.

Свойства

ПоказательСтандартные значения
Цветбелый, желтоватый
Составоксиды кремния и калия, примеси: оксиды натрия, железа, алюминия и другие; эмпирическая формула K2SiO3
Внешний видмелкий порошок, хлопья, кристаллы
Запахотсутствует
Растворимостьсреднерастворим в холодной воде, в горячей воде разлагается с образованием коллоидного раствора; не растворяется в спиртах
Содержание основного веществадиоксид кремния: не менее 70%; оксид калия: не менее 26%
Вкусотсутствует
Плотность2,6 г/см 3
Другиеобладает высокой адсорбцией

Упаковка

Эмульгатор Е 560 расфасовывают в бумажные или полипропиленовые мешки, мягкие контейнеры. Для защиты от влаги внутрь тары вставляют дополнительный вкладыш из нестабилизированного полиэтилена.

Водный раствор силиката калия перевозят в полиэтиленовых канистрах или бочках.

Применение

Ранее вещество применяли для предотвращения слеживания сыпучих продуктов. Сейчас с этой целью силикат калия добавляют только в состав сухой декоративной косметики: румян, теней для век и подобных изделий.

В фармацевтике вещество в качестве связующего компонента вносят в присыпки и лечебные гели. Силикат калия обладает антибактерицидным и подсушивающим действием.

Применение эмульгатор Е 560 нашел в стекольной и других промышленных областях:

  • на основе калия кремнекислого изготавливают удобрения для нужд сельского хозяйства. Калийная обработка увеличивает урожай, повышает устойчивость культур к болезням, неблагоприятным погодным условиям;
  • в качестве буферного вещества силикат калия вводят в стиральные порошки (наряду с силикатами натрия) для стабилизации уровня pH. Продукт обладает еще одним ценным свойством: защищает детали стиральной машины от преждевременной коррозии;
  • жидким калиевым стеклом пропитывают камни из пористых горных пород, используемых в строительной отрасли: это придет материалу твердость, защищает от разрушения под действием влаги; добавляют в цементные и бетонные растворы для ускорения их схватывания с поверхностью;
  • обрабатывают древесину для повышения прочности, биологической стойкости, придания огнеупорных качеств.

Добавку в пищевой промышленности не используют страны ЕС, США, Беларусь. Неясен статус продукта в Украине, Китае.

Польза и вред

Добавка E 560 признана опасной для здоровья. Вещество может вызвать заболевания гастроэнтерологического характера.

Существует предположение, что силикат калия оказывает негативное влияние на экологию, но исследования в этом направлении продолжаются.

Пищевая добавка Е477 защищает шоколад от “поседения” и других видов порчи. Подробнее об этом веществе читайте в нашей статье.

Какими свойствами обладает антиоксидант Е339? Мы написали об этом здесь.

Основные производители

В России ведущими игроками на рынке силиката калия выступают:

  • Бокситогорский силикатный завод (Ленинградская область);
  • ОАО «Салаватстекло» (Республика Башкортостан).

Основные мировые производители:

  • Xiamen Ditai Chemicals Co., Ltd.(Китай);
  • Zeolitas, S.A. (Эквадор);
  • Caldic Deutschland Chemie B.V. (Германия).

Интересный факт! Роспись стен красками на основе кремнекислого калия — перспективное направление в живописи. При высыхании жидкое стекло дает очень прочный слой с богатой яркой палитрой. Силикатные краски не подвержены старению, не боятся влаги. Это позволило художникам создавать монументальные картины, более долговечные по сравнению с фресками.

Калий силикат – Potassium silicate

Калий силикат

имена
Предпочтительное название IUPAC
Другие именаИдентификаторы
  • 1312-76-1N
  • 59585Y
ИКГВ InfoCard100.029.989 Номер EC233-001-1 номер EE560 (регуляторы кислотности, . )К 2 О 3 Si ,Молярная масса7002154279000000000 ♠ 154,279 г · моль -1ВнешностьБелые кристаллыопасностиКоррозионное ( С ), Раздражающее ( Xi )R-фразы (устаревшее)R34 , R37S-фразы (устаревший)(S1 / 2) , S13 , S24 / 25 , S36 / 37/39 , S45NFPA 704

Родственные соединения N проверить ( что ?) Y Nссылки Infobox
Читайте также:  Сульфат кальция — получение, применение, растворимость

Калий силикат это имя для семейства неорганических соединений . Наиболее распространенное силикат калия имеет формулу K 2 SiO 3 , образцы , которые содержат различные количества воды . Эти белые твердые вещества или бесцветные растворы.

содержание

Синтез, структура, реакции

Калий силикат может быть синтезирован в лаборатории путем обработки диоксида кремния с гидроксидом калия , в соответствии с этим идеализированным уравнением:

K2O.>+H2O>>>”> N SiO 2 + 2 KOH ⟶ К 2 О ⋅ N SiO 2 + ЧАС 2 О < Displaystyle < се << mathit <п>> + 2KOH-> К2О. < Mathit <п>> + H 2 O>>> К2О. < Mathit <п>> + H 2 O>>>”>

Эти растворы сильно щелочные. Добавление кислот приводит к реформации кремнезема.

К 2 SiO 3 принимает цепь или циклические структуры с взаимосвязанными SiO 3 2- мономеров. Каждый Si , является тетраэдрической.

Пользы

Дереву защиты от огня

Пропитка древесины с раствором силиката калия является простым и недорогим способом затраты на оказание изделия из дерева домов защищенных от возгорания. Обработка древесины сначала насыщена разбавленным и почти нейтрального раствора хлористого калия силиката. После сушки, один или два слоя более концентрированного раствора обычно применяются.

огородничество

В садоводстве , силикат калия используется в качестве растворимого источника калия и кремния . Это делает питательную среду более щелочным.

Он также используется в качестве добавки (в сочетании с нормальным удобрение ) для многочисленных преимуществ , которые повышение доступности соединений кремния имеет. Кремнийсодержащие соединения являются ценными для растения, и служат для поддержки растений. Стебли утолщаются, растение становится более терпимым к засухе и сопротивляется увядание, и растение получает большие листья и плоды (так как шток может поддерживать больший вес). Более толстые клеточные стенки растений , также обеспечивает дополнительную механическую стойкость к подрыву сосущих насекомых (например , паутинного клеща ) и различных патогенных грибов (например , мучнистая роса ).

Промышленное использование

Некоторые составы для чистки металла используют силикат калия, который также служит в качестве ингибитора коррозии. Он также находит разнообразное применение в изготовлении сварочных электродов или даже косметики.

Силикат калия

Силикатом калия называют соль кремниевой кислоты, которая обладает природным происхождением. В производстве пищевых продуктов соединение известно в качестве добавки под номером Е560. Силикат калия может иметь другие наименования: кремнекислый калий, soluble potash glass. Соединение имеет вид порошка белого либо желтого цвета. Оно может продаваться в виде жидкости либо в виде хлопьев. Среди свойств вещества можно отметить хорошую степень растворимости в горячей воде, низкую растворимость в холодной воде, а в спирте соединение вовсе не растворяется.

Как было упомянуто выше, силикат калия – это соль. Она вырабатывается в процессе взаимодействия кислоты и щелочного металла. Во время химического производства пищевой добавки под номером Е560 на калий воздействуют кислотой метакремниевой. В итоге образуется эмульгатор Е560, который применяется в химической промышленности в большей своей части. Есть всего четыре метода получения вещества в химической промышленности:

  • кристаллизация;
  • осаждение вещества из фазы газов и растворов соединений некоторого вида;
  • воздействием температурой на оксиды кремния и калия;
  • гидротермальный синтез.

Сферы применения

Свое применение силикат калия нашел в производстве пищевых продуктов как добавка, которая предотвращает слеживание, образование комков. Данное вещество можно обнаружить в сухих сливках, сухом молоке, порошковых улучшителях для хлебопекарского дела.

Кроме того пищевая добавка под номером Е560 входит в состав заменителей соли, самой соли, сахара, заменителей сахара, сыпучих продуктов в виде порошка, пряностей, специй. Он добавляется в сырные продукты, твердые сыры, продукцию, которая выпускается в фольге.

Свое применение силикат калия нашел и в иных сферах. Например, он используется во время производства косметических средств, в фармацевтике. Он часто находится в составе препаратов в виде геля, присыпок, рассыпной и прессованной пудры, румян, теней для век.

Соединение часто используется во время производства глазури, вяжущих материалов, эмалей, керамики, стекол. Силикаты, обладающие синтетическим происхождением, применяются как составляющие цементов, огнеупоров, бетонов, адсорбентов, твердой смазки, шлаков. В производстве красок, лаков, бумаги и резины силикат выступает в роли наполнителя.

Наиболее известным материалом на основе соединения является жидкое стекло. Его технология изготовления очень сложная, поэтому лишь химические заводы занимаются производством силикатных глыб. Сначала соединение кварцевого песка мелкой структуры с содой обжигают при высоких температурах в печи, после дробится полученная глыба силиката, и впоследствии получается водный раствор.

Вещество содержится в негорючих красках, которые отлично служат как покрытие для стен в общественных помещениях. Если обработать поверхность смесями, в составе которых есть жидкое стекло, то это придаст ей гидроизоляционные, антикоррозионные свойства, высокую стойкость к действию температур. В химической промышленности силикат принимает участие в производстве метасиликата натрия, силиката свинца, твердого адсорбента силикагеля. В литейном деле соединение используется в качестве флотационного реагента, а в черной металлургии – для изготовления форм.

Вред силиката калия

Какой вред силикат калия приносит человеку? В общем, пищевая добавка под номером Е560 считается безопасной. В России запрет на ее использование связан с неблагоприятным влиянием соединения на окружающую среду.

В странах, где разрешено применение силиката в пищевой промышленности, установлены нормы: на килограмм готовой продукции приходится не более тридцати грамм соединения. Вред при злоупотреблении продуктами, в составе которых имеется эта добавка: наблюдаются сбои в работе желудочно-кишечного тракта и иных органов, которые связаны с процессом пищеварения.

CHEMEGE.RU

Подготовка к ЕГЭ по химии и олимпиадам

Химия кремния

Кремний

Положение в периодической системе химических элементов

Кремний расположен в главной подгруппе IV группы (или в 14 группе в современной форме ПСХЭ) и в третьем периоде периодической системы химических элементов Д.И. Менделеева.

Электронное строение кремния

Электронная конфигурация кремния в основном состоянии :

+14Si 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 2

Электронная конфигурация кремния в возбужденном состоянии :

+14Si * 1s 2 2s 2 2p 6 3s 1 3p 3

Атом кремния содержит на внешнем энергетическом уровне 2 неспаренных электрона и 1 неподеленную электронную пару в основном энергетическом состоянии и 4 неспаренных электрона в возбужденном энергетическом состоянии.

Степени окисления атома кремния — от -4 до +4. Характерные степени окисления -4, 0, +2, +4.

Физические свойства, способы получения и нахождение в природе кремния

Кремний — второй по распространенности элемент на Земле после кислорода. Встречается только в виде соединений. Оксид кремния SiO2 образует большое количество природных веществ – горный хрусталь, кварц, кремнезем.

Простое вещество кремний – атомный кристалл темно-серого цвета с металлическим блеском, довольно хрупок. Температура плавления 1415 °C, плотность 2,33 г/см 3 . Полупроводник.

Качественные реакции

Качественная реакция на силикат-ионы SiO3 2- — взаимодействие солей-силикатов с сильными кислотами . Кремниевая кислота – слабая. Она легко выделяется из растворов солей кремниевой кислоты при действии на них более сильными кислотами.

Читайте также:  Глутаминовая кислота — описание, применение, отзывы

Например , если к раствору силиката натрия прилить сильно разбавленный раствор соляной кислоты, то кремниевая кислота выделится не в виде осадка, а в виде геля. Раствор помутнеет и «застынет».

Na2SiO3 + 2HCl = H2SiO3 + 2 NaCl

Видеоопыт взаимодействия силиката натрия с соляной кислоты (получение кремниевой кислоты) можно посмотреть здесь.

Соединения кремния

Основные степени окисления кремния +4, 0 и -4.

Наиболее типичные соединения кремния:

Степень окисленияТипичные соединения
+4оксид кремния (IV) SiO2

бинарные соединения с неметаллами (карбид кремния SiC)

-4силан SiH4

силициды металлов (силицид натрия Na4Si)

Способы получения кремния

В свободном состоянии кремний был получен Берцелиусом в 1822 г. Его латинское название «силиций» произошло от латинского слова « sile х», что означает «кремень». Аморфный кремний в лаборатории можно получить при прокаливании смеси металлического магния с диоксидом кремния. Для опыта диоксид кремния следует тщательно измельчить. При нагревании смеси начинается бурная реакция. Одним из продуктов этой реакции является аморфный кремний.

SiO2 + 2Mg → Si + 2MgO

Видеоопыт взаимодействия оксида кремния (IV) с магнием можно посмотреть здесь.

Еще один способ получения кремния в лаборатории — восстановление из оксида алюминием:

В промышленности использовать дорогие алюминий и магний неэффективно, поэтому используют другие, более дешевые способы:

1. Восстановление из оксида коксом в электрических печах:

SiO2 + 2C → Si + 2CO

Однако в таком процессе процессе образующийся кремний загрязнен примесями карбидов кремния, и для производства, например, микросхем уже не подходит.

2. Наиболее чистый кремний получают восстановлением тетрахлорида кремния водородом при 1200 °С:

SiCl4 +2H2 → Si + 4HCl

или цинком :

SiCl4 + 2Zn → Si + 2ZnCl2

3. Также чистый кремний получается при разложении силана :

Химические свойства

При нормальных условиях кремний существует в виде атомного кристалла, поэтому химическая активность кремния крайне невысокая.

1. Кремний проявляет свойства окислителя (при взаимодействии с элементами, которые расположены ниже и левее в Периодической системе) и свойства восстановителя (при взаимодействии с элементами, расположенными выше и правее). Поэтому кремний реагирует и с металлами , и с неметаллами .

1.1. При обычных условиях кремний реагирует с фтором с образованием фторида кремния (IV):

При нагревании кремний реагирует с хлором, бромом, йодом :

1.2. При сильном нагревании (около 2000 о С) кремний реагирует с углеродом с образованием бинарного соединения карбида кремния (карборунда):

C + Si → SiC

При температуре выше 600°С взаимодействует с серой:

Si + 2S → SiS2

1.3. Кремний не взаимодействет с водородом .

1.4. С азотом кремний реагирует в очень жестких условиях:

1.5. В реакциях с активными металлами кремний проявляет свойства окислителя. При этом образуются силициды:

2Ca + Si → Ca2Si

Si + 2Mg → Mg2Si

1.6. При нагревании выше 400°С кремний взаимодействует с кислородом :

2. Кремний взаимодействует со сложными веществами:

2.1. В водных растворах щелочей кремний растворяется с образованием солей кремниевой кислоты. При этом щелочь окисляет кремний.

2.2. Кремний не взаимодействует с водными растворами кислот , но аморфный кремний растворяется в плавиковой кислоте с образованием гексафторкремниевой кислоты :

При обработке кремния безводным фтороводородом комплекс не образуется:

С хлороводородом кремний реагирует при 300 °С, с бромоводородом – при 500 °С.

2.3. Кремний растворяется в смеси концентрированных азотной и плавиковой кислот :

3Si + 4HNO3 + 12HF → 3SiF4 + 4NO + 8H2O

Бинарные соединения кремния

Силициды металлов

Силициды – это бинарные соединения кремния с металлами, в которых кремний имеет степень окисления -4. Химическая связь в силицидах металлов — ионная.

Силициды, как правило, легко гидролизуются в воде или в кислой среде.

Например , силицид магния разлагается водой на гидроксид магния и силан:

Соляная кислота легко разлагает силицид магния:

Получают силициды сплавлением простых веществ или восстановлением смеси оксидов коксом в электропечах:

2Mg + Si → Mg 2 Si

2MgO + SiO2 + 4C → Mg2Si + 4CO

Силан

Силан – это бинарное соединение кремния с водородом SiH4, ядовитый бесцветный газ.

Если поместить порошок силицида магния в очень слабый раствор соляной кислоты, то на поверхности раствора образуются пузырьки газа. Они лопаются и загораются на воздухе. Это горит силан. Он образуется при взаимодействии кислоты с силицидом магния:

Видеоопыт получения силана из силицида магния можно посмотреть здесь.

На воздухе силан горит с образованием SiO2 и H2O:

Видеоопыт сгорания силана можно посмотреть здесь.

Силан разлагается водой разлагается с выделением водорода:

Силан разлагается (окисляется) щелочами :

Силан при нагревании разлагается :

Карбид кремния

В соединениях кремния с неметаллами — ковалентная связь.

Рассмотрим карбид кремния – карборунд Si +4 C -4 . Это вещество с атомной кристаллической решеткой. Он имеет структуру, подобную структуре алмаза и характеризуется высокой твердостью и температурой плавления, а также высокой химической устойчивостью.

Карборунд окисляется кислородом при высокой температуре:

Карборунд окисляется кислородом в расплаве щелочи :

Галогениды кремния

Хлорид и фторид кремния – галогенангидриды кремниевой кислоты.
SiCl4.

Получают галогениды кремния действием хлора на сплав оксида кремния с углем :

Галогениды кремния разлагаются водой до кремниевой кислоты и хлороводорода:

Хлорид кремния (IV) восстанавливается водородом :

SiCl4 + 2H2 → Si + 4HCl

Оксид кремния (IV)

Физические свойства и нахождение в природе

Оксид кремния (IV) – это твердое вещество с атомной кристаллической решеткой. В природе встречается в виде кварца, речного песка, кремнезема и прочих модификаций:

Химические свойства

Оксид кремния (IV) – типичный кислотный оксид . За счет кремния со степенью окисления +4 проявляет слабые окислительные свойства.

1. Как кислотный оксид, диоксид кремния (IV) взаимодействует с растворами и расплавами щелочей и в расплаве с основными оксидами . При этом образуются силикаты.

Например , диоксид кремния взаимодействует с гидроксидом калия:

Еще пример : диоксид кремния взаимодействует с оксидом кальция.

SiO2 + CaO → CaSiO3

2. Оксид кремния (IV) не взаимодействует с водой , т.к. кремниевая кислота нерастворима.

3. Оксид кремния (IV) реагирует при сплавлении с карбонатами щелочных металлов . При этом работает правило: менее летучий оксид вытесняет более летучий оксид из солей при сплавлении.

Например , оксид кремния (IV) взаимодействует с карбонатом калия. При этом образуется силикат калия и углекислый газ:

4. Из кислот диоксид кремния реагирует только с плавиковой или с газообразным фтороводородом :

5. При температуре выше 1000 °С оксид кремния реагирует с активными металлами , при этом образуется кремний.

Например , оксид кремния взаимодействует с магнием с образованием кремния и оксида магния:

SiO2 + 2Mg → Si + 2MgO

Видеоопыт взаимодействия оксида кремния (IV) с магнием можно посмотреть здесь.

При избытке восстановителя образуются силициды:

SiO2 + 4Mg → Mg2Si + 2MgO

6. Оксид кремния (IV) взаимодействует с неметаллами.

Например , оксид кремния (IV) реагирует с водородом в жестких условиях. При этом оксид кремния проявляет окислительные свойства:

Еще пример : оксид кремния взаимодействует с углеродом. При этом образуется карборунд и угарный газ:

SiO2 + 3С → SiС + 2СО

При сплавлении оксид кремния взаимодействует с фосфатом кальция и углем:

Кремниевая кислота

Строение молекулы и физические свойства

Кремниевые кислоты — очень слабые, малорастворимые в воде соединения общей формулы nSiO2•mH2O. Образует колоидный раствор в воде.

Метакремниевая H2SiO3 существует в растворе в виде полимера:

Способы получения

Кремниевая кислота образуется при действии сильных кислот на растворимые силикаты (силикаты щелочных металлов).

Например , при действии соляной кислоты на силикат натрия:

Видеоопыт получения кремниевой кислоты из силиката натрия можно посмотреть здесь.

Даже слабая угольная кислота вытесняет кремниевую кислоту из солей:

Химические свойства

1. Кремниевая кислота — нерастворимая. Кислотные свойства выражены очень слабо, поэтому кислота реагирует только с сильными основаниями и их оксидами :

Например , кремниевая кислота реагирует с концентрированным гидркосидом калия:

2. При нагревании кремниевая кислота разлагается на оксид и воду :

Силикаты

Силикаты — это соли кремниевой кислоты. Большинство силикатов нерастворимо в воде, кроме силикатов натрия и калия, их называют «жидким стеклом».

Способы получения силикатов:

1 . Растворение кремния, кремниевой кислоты или оксида в щелочи:

2. Сплавление с основными оксидами:

СаО + SiO2 → CaSiO3

3. Взаимодействие растворимых силикатов с солями:

Оконное стекло (натриевое стекло) — силикат натрия и кальция: Na2O·CaO·6SiO2.

Стекло получают при сплавлении в специальных печах смеси соды Na2CO3, известняка CaCO3 и белого песка SiO2:

Для получения специального стекла вводят различные добавки, так стекло содержащее ионы Pb 2+ – хрусталь; Cr 3+ – имеет зеленую окраску, Fe 3+ – коричневое бутылочное стекло, Co 2+ – дает синий цвет, Mn 2+ – красновато-лиловый.

Применение силикатного (канцелярского) клея в быту и не только

Силикатный клей применяется в канцелярии, быту, строительстве. Это щелочной раствор силикатов (минералов с кремнезем), натрия или калия. Консистенция вязкая. Соединяет разные по текстуре детали. Прозрачный состав также именуется как канцелярский клей или жидкое стекло. Это одно и то же. Разработан клей в начале XIX века.

Состав

В составе канцелярского клея основным компонентом является щелочной раствор стекловидных силикатов с добавлением воды. Кроме силикатов натрия или калия, может ещё использоваться литий. Само вещество находится в природе в форме залежей. Их добыча малозатратна, а эффективность – проверена временем.

Технологии производства

Приготовление силикатного клея возможно путём:

  • сочетания кварцевого песка и гидрокарбоната натрия (пищевой соды) с последующим расплавлением (обжигом) в специальной ёмкости;
  • обработки силиката гидрооксидом калия, натрия или лития с соблюдением температурного режима при кипении раствора щёлочи.

Клеящие свойства обусловлены особенностями самих силикатов. Они имеют повышенную адгезию при работе практически с любыми поверхностями.

Достоинства силикатного клея

Конторский клей имеет преимущества при использовании.

  • простоты применения;
  • прочного соединения бумаги, дерева, текстиля, фарфора, кожи и стекла;
  • соединения разнородных поверхностей и деталей;
  • глубокого проникновения в структуру материалов, а значит, состав отдаёт влагу, образуется прочный шов;
  • использования в качестве пропитки;
  • пожаробезопасности и термостойкости готового шва;
  • повышенной теплопроводности и стойкости к резким перепадам температурного режима;
  • отсутствия опасных токсических компонентов в составе;
  • водонепроницаемости;
  • защиты от появления коррозии (ржавчины);
  • проникновения в самые маленькие щели;
  • способности дополнительно укреплять саму конструкцию.

Недостатки

Химическая формула силикатного состава объясняет возможное пожелтение склеенной бумаги и деформацию самого шва. Нанесённый слой быстро высыхает. Это нужно учитывать, если клей добавляется в другие смеси, например, в бетон. Такой вариант не подходит для обработки поверхностей перед покраской, поскольку создаётся защитная скользкая плёнка, мешающая красящему составу закрепиться.

Области применения

Клей жидкое стекло применяют и в промышленных масштабах. Если в канцелярии состав используется для прочного соединения бумаги, то в строительстве им укрепляют основные смеси, например, раствор цемента для фундамента.

Использование клея зависит от компонентов, например:

  • силикат калия необходим, если готовый шов будет поддаваться воздействию окружающих факторов (переменчивых погодных условий) и химикатов;
  • силикат натрия обеспечивает огнеупорность, он обладает антисептическими и противогрибковыми свойствами.

Его использование актуально в машиностроении.

В быту

Канцелярский состав эффективен при обработке пригоревшей посуды и для чистки сковородок. В школах и садах с ним создают поделки из текстиля, картона и природных материалов (например, листьев и веточек). Клей нужен:

  • для повышения гидроизолирующих свойств покрытий, например, при обработке ванных комнат или бассейнов, где есть постоянный контакт с влагой;
  • создания глянцевого блеска на тканях и бумагах;
  • эффективного выведения пятен стиральными порошками (добавляется в их состав);
  • покрытия домашней мебели, например, стола или тумбы;
  • защита свежих спилов деревьев от поражения грибками.

В сочетании с хозяйственным мылом и кальцинированной содой устраняются пятна и нагары. Для очищения нужно добавить всё в воду и прокипятить в растворе саму посуду (например, кастрюлю). После использования домашнего средства от нагара, все ёмкости необходимо тщательно ополоснуть под проточной водой.



Применять клей в садовых работах можно, чтобы защитить спилы деревьев от плесени. Считается хорошим антисептиком. Им склеивают керамику, фиксируют потолочные конструкции.

В строительстве

Обработка строительных деталей и растворов силикатным клеем улучшает их технические характеристики.

Он может использоваться:

  • для смешивания с теплоизолирующими составами (выдерживает нагрев до +1200 о С);
  • заделывания щелей штукатуркой;
  • добавления в цемент для его ускоренного затвердения и высыхания (за счёт формирования алюмината натрия);
  • повышения эффективности других клеящих составов;
  • изготовления панелей и керамических изделий светлых окрасов;
  • повышения теплоизолирующих свойств строительных материалов и покрытий (во вспененном виде);
  • подготовки грунтовочной смеси с добавлением цемента и воды.

Клей из силикатов дополнительно применяется для укрепления фундамента и защиты поверхностей, которые находятся под постоянным воздействием влаги и перепадов температуры. Полученный результат отличается огнеупорностью. При тщательной обработке цокольных этажей можно защитить дом от попадания грунтовых вод и сделать саму поверхность более прочной. При ремонте трубопровода клей служит надёжным герметиком.

Другие сферы

В промышленных масштабах средство применяется для изготовления литейных форм и соединения деталей, например, в машинном строительстве. С его помощью склеивают стекло и обрабатывают поверхности в качестве антисептика. Он также необходим при укладывании линолеума и замазывания металлических труб. Пропитанные клеем текстильные детали огнеупорны. Является лучшим вариантом при полировке столешниц, полок, пола и даже автомобилей.

В металлургии средство используется в качестве напыления на сварочные электроды.

Виды и марки

Конторский клей изготавливается разными производителями и может отличаться своим составом. Например, марка «Оксиум» сосредоточена на производстве клея из натриевого стекла. «Силикат» является лидером рынка. Марка «Стеклопродукт» больше подходит для промышленных целей.

Клеевые составы, кроме силикатного, ещё бывают обычными ПВА или в виде клея-карандаша. Такие варианты чаще используются в творчестве.

Известные производители:

  • Berlingo (Берлинго);
  • Brauberg (Брауберг);
  • Erich Krause (Эрих Краузе);

Ссылка на основную публикацию