Křemičitan sodný

Kemlerův kód:
80 : žíravý nebo vykazuje mírný stupeň žíravosti
UN číslo :
3253 : TRIOXOSILIKÁT DISODNÝ
Třída:
8
Štítek: 8 : Žíravé látky Balení: Obalová skupina III : látky s nízkým nebezpečím.

Inhalace

dráždivý pro dýchací cesty

Kůže

žíravý (způsobuje popáleniny)

Oči

nebezpečí popálení

Související sloučeniny

Jiné kationty

Křemičitan draselný

Jednotky SI a STP, pokud není uvedeno jinak.

(Meta) křemičitan sodný (nebo disodné soli kyseliny křemičité nebo disodný trioxosilicate ) je chemický vzorec Na 2 SiO 3, bez zápachu a velmi dobře rozpustný ve vodě. Je to silná báze vytvářející velmi alkalické roztoky , žíravé pro kůži a sliznice ( pH 13 v 1% roztoku).
Sodík (meta) křemičitan se přirozeně tvoří reakcí oxidu křemičitého (oxidu křemičitého) s uhličitanem sodným v roztaveném stavu. Získá se křemičitan sodný a oxid uhličitý .

Na 2 CO 3 + SiO 2 → Na 2 SiO 3 + CO 2

Nachází se ve dvou hlavních formách:

Bezvodá forma (se pak jeví jako průhledná až bílé krystalické látky vzorce Na 2 SiO 3 );
hydratovaná forma (Na 2 SiO 3. nH 2 O), někdy se jí říká „ tekuté sklo “ ( vodní sklo nebo tekuté sklo pro mluvčí angličtiny).

V obchodě jsou to jeho nejběžnější formy:

bezvodá forma (CAS # = 6834-92-0 );
forma pentahydrátu (CAS č. = 10213-79-3 );
nonahydrátová forma (číslo CAS = 13517-24-3 ).

Dějiny

„ Tekuté sklo “ bylo definováno v Von Wagnerově manuálu chemické technologie (přeloženo 1892 v angličtině) jako jakýkoli rozpustný alkalický křemičitan, který poprvé objevil Van Helmont v roce 1640 jako tekutou látku, která se objevila při tavení písku (oxid křemičitý) s přebytkem zásady . Někdy se také označuje jako „oblázkový likér“.

Johann Rudolf Glauber - v roce 1648 - vyrobil z potaše a oxidu křemičitého to, čemu on říkal „tekutý oxid křemičitý“ .

Von Fuchs v roce 1825 získal tekuté sklo reakcí kyseliny křemičité s alkáliemi, přičemž výsledek byl rozpustný ve vodě „ale nebyl ovlivněn atmosférickými změnami“ .

Von Wagner v několika typech: z uhličitanu sodného (soda), z potaše , „ dvojí “ (sodný a draselný) , a Fixin . Typ Fixin byl fixační prostředek skládající se z přesycené směsi oxidu křemičitého „tekutého skla“ (potaše a sody), používaného ke stabilizaci anorganických vodních pigmentů nanášených na cement (pro vnější a nástěnné znaky).

Vlastnosti

Křemičitan sodný je bílý prášek velmi dobře rozpustný ve vodě, který vytváří alkalický roztok .

Je součástí rodiny příbuzných sloučenin včetně ortokřemičitanu sodný , Na 4 SiO 4, Pyrosilicate sodík Na 6 Si 2 O 7 a další příbuzné sloučeniny, které jsou všechny skelné, velmi alkalické, bezbarvé a rozpustné ve vodě.

Křemičitan sodný je stabilní v neutrálním nebo alkalickém roztoku pH . V kyselém roztoku reaguje křemičitý iont s vodíkovými ionty za vzniku kyseliny křemičité , která při zahřátí a pražení vytvoří silikagel , tvrdou, sklovitou látku.

Chemická označení

Každá látka má své vlastní registrační číslo CAS a své vlastní číslo EINECS. Počet CAS nebo EINECS křemičitanu sodného a dalších souvisejících látek je následující:

Název látky	N O CAS	Ne o EINECS
kyselina křemičitá, sodná sůl	1344-09-8	239-981-7
disodný metasilikát	6834-92-0	229-912-9
křemičitan sodný	15859-24-2	215-687-4

Použití

K dispozici ve vodném roztoku a v pevné formě se používá zejména:

v cementech ;
jako retardér hoření ;
v určitých žáruvzdorných materiálech ;
v textilním průmyslu ;
v některých čisticích prostředcích (pro domácnost nebo průmysl, jako jsou čisticí prostředky, dezinfekční prostředky, prostředky na čištění potravin);
ve dřevozpracujícím průmyslu;
v metalurgickém průmyslu (striptér, odmašťovač);
v určitých lepidlech, barvách a bělících prostředcích;
pro přípravu kosmetických výrobků ;
v automobilovém průmyslu ;
při výrobě lepenky lepit drážku (nebo mikropodrážku) na jeden nebo více plochých listů nebo několik drážek mezi nimi nebo několik listů vlnité lepenky mezi nimi. Při průchodu stroji při vysoké teplotě křemičitan sodný polymeruje a pevně spojuje listy papíru dohromady;
ve stravě, jako potravinářská přídatná látka , zatímco regulované pod číslem E550, jako anti-spékání a - začátkem XX tého století s velkým úspěchem - pro zachování vajec. Když jsou čerstvá vejce ponořena do roztoku křemičitanu sodného, nejsou udržovány bakterie schopné degradovat vajíčko a je udržována vlhkost, která udržuje vejce až na devět měsíců. Před vařením ve vroucí vodě bylo nutné propíchnout takto uchovanou skořápku vajec, aby mohla uniknout pára, protože skořápka již nebyla porézní;
jako tmel pro rychlou opravu: křemičitan sodný a křemičitan hořečnatý rozpuštěný ve vodě se používají jako hustá pasta k opravě výfukových plynů. Když výfukový systém dosáhne své provozní teploty, teplo vysuší pastu, která polymeruje na určitý druh skla, což umožňuje opravu (dočasnou, i když relativně křehkou);
jako opravný tmel v horkém kapalném médiu (v roce 2011 byl použit k utěsnění trhlin po havárii v jaderné elektrárně Fukušima . Křemičitan sodný v roztoku může zaplnit netěsnosti ve spojích (např. těsnění hlavy válců pomocí „tekutého skla“) vstřikuje se například přes chladič automobilu a zasílá se do horkých částí motoru, protože při teplotě 100 - 105 ° C ztrácí křemičitan sodný své molekuly vody a vytvoří velmi silný těsnicí materiál, který se taví pouze nad 810 ° C. Těsnění hlavy válců opraveno křemičitanem sodným může zůstat vzduchotěsné po dobu až dvou let nebo déle, s velmi rychlým utěsněním (během několika minut po aplikaci). Tento typ použití je možný pouze v prostředí, které dosáhne polymerační teploty 100 - 105 ° C ;
jako inhibitor koroze v určitých vodních okruzích;
jako růstový substrát pro určité řasy v líhních akvakultury;
pro výrobu (dříve) munice, například pro náboje revolverů s černým práškem vyráběné firmou Colt's Manufacturing Company v letech 1851 až 1873, zejména během americké občanské války. Křemičitan sodný utěsnil hořlavé nitrované papíry dohromady, aby vytvořily kónickou papírovou kazetu obsahující černý prášek, stejně jako přilepení olověné střely nebo kónické střely k otevřenému konci papírové "kazety". Tyto náboje nalepené na křemičitanu sodném byly vloženy celé do sudů revolverů, což zrychlilo dobu nabíjení. Toto použití bylo sesazeno z trupu vynálezem mosazných pouzder z roku 1873 ;
ve vrtacím průmyslu: smíchaný s vrtnou kapalinou stabilizuje stěny vrtů a zabraňuje jejich zborcení nebo vyvrtání, zejména v jílovitých vrstvách nebo ve formách obsahujících bobtnající jílovité minerály, jako je smektit nebo montmorillonit ;
k vyztužení zdiva nebo betonu , štuku , omítky atd. (díky tomu je méně porézní nebo vodoodpudivý díky chemické reakci s přebytkem Ca (OH) 2 ( portlanditu ) přítomného v betonu, který trvale váže křemičitany, čímž je jejich povrch tvrdší a vodoodpudivý. toto ošetření až po počáteční době vytvrzení (7 dní nebo více v závislosti na podmínkách);
k deaktivaci motorů vozidel: u automobilů, které musí být trvale vyřazeny z oběhu, se levně používá roztok křemičitanu sodného, aby se motor rychle a trvale zničil. Minerální olej je nahrazen od 2 litrů roztoku, který se vysráží a trvale poškození zubů a písty v několika minutách. Tento postup je například povinný ve Spojených státech v rámci programu Car Allowance Rebate System (CARS) ;
vyrábět žáruvzdorné materiály jako pojivo nehořlavých a izolačních materiálů, jako je vermikulit a perlit . Lze tak vyrábět žáruvzdorné nebo pasivní protipožární panely a také tvarované ochrany (například kolem potrubí). Smícháním křemičitanu sodného s jemně mletými minerálními prášky (například vermikulitový prach) lze při vysoké teplotě vyrábět lepidla ( intumescence zmizí). Protože křemičitan sodný je levný a hojně dostupný, používá se v mnoha žáruvzdorných aplikacích.

Pasivní požární ochrana

V roztoku tento produkt napadá určité kovy včetně hliníku , cínu , olova , zinku , mědi a jejich slitin a uvolňuje vodík (což vytváří nebezpečí výbuchu ). Musí být proto skladován v plastu nebo nerezové oceli .

Ekotoxikologie

Ekotoxikologie Zdá se, že byl značně studoval. Zdá se, že je v zásadě spojen s jeho korozivním charakterem, ale je oslabený, alespoň v prostředích vystavených dešti, omyvatelným charakterem kvůli vysoké rozpustnosti.

Toxicita

Zdá se, že účinky chronické toxicity nebyly u lidí testovány, ale byl popsán alespoň jeden případ silné alergické senzibilizace.
Akutní toxické účinky existují u lidí, stejně jako u jiných živočišných organismů (testováno v laboratoři). Zdá se, že jsou způsobeny zásaditostí molekuly, která při požití způsobí krvácení do žaludku a dvanáctníku a také erozi tenkého střeva. U experimentálně exponovaných psů a prasat (bez ohledu na věk zvířete) nad 250 mg / kg způsobil tento přípravek akutní ulcerózní nekrózu epitelu horního zažívacího traktu, plic (s otoky ) a ledvin (nekróza proximálního ledvinného systému). trubky).

Vdechování silně dráždí dýchací cesty a koroduje čichové sliznice. Z odpovědí přecitlivělost existuje u myší (měřeno edematózním otokem ucha), ale je považována za nízký alergen.

Při dlouhodobé expozici při nižší dávce vyvolává zánětlivou ulcerativní reakci úst a sliznic a dermatitidu . Zdá se, že savčí druhy jsou na něj různě citlivé, například polydipsie , polyurie a léze ledvinných trubiček se objevují (u psů) při expozici 2400 mg / kg v potravě po dobu čtyř týdnů, ale ne u koček).

Orální LD 50

Pro 10% vodný roztok je orální LD 50 :

u potkanů 1280 mg / kg (847 mg / kg u mužů až 1350 mg / kg u žen);
u myší od 770 mg / kg u žen do 820 mg / kg u mužů.

NOAEL

NOAEL je 792 mg / kg za den u potkanů vystavených po dobu dvou let přes jejich pitné vody.

Čisticí prostředky obsahující tento produkt silně dráždí pokožku, oči a dýchací cesty. Jako bezvodý prášek na pokožce nedráždí zvířata, která (např. Králíci) se nepotí.

Mutagenita

Nezdá se, že je mutagenní v závislosti na testu Ames a Bacillus subtilis , neindukuje poškození DNA; chromozomální aberace nebyla detekována v kostní dřeni myší vystavených orálně 740–1340 mg / kg )

Karcinogenita

Je teoreticky potenciálně karcinogenní jako žíravina , například na dlaždicových buňkách jícnu , ale u potkanů vystavených prostřednictvím svého pití po dobu 2 let 792 mg / kg / den se nádory nevyvinuly .
Je známo, že silikózu lze vyvolat vdechováním částic oxidu křemičitého, ale není to pozorováno při inhalaci disodného metasilikátu v roztoku, pravděpodobně proto, že je velmi rozpustný, rychle a úplně se vylučuje z těla.

Reprotoxicita

Tento produkt je reprotoxický u potkanů, ale ne u myší: potkani vystavení 790 až 1580 ppm v pitné vodě, od odstavení do konce reprodukce, způsobili o 20% méně potomků a přežití mláďat při odstavení bylo silně ovlivněno (24% normálních ). Ale nebyl pozorován žádný vliv na reprodukční overfed myší z 12,4-50-200 mg / kg na 1 st na 18 tý den gestace.

Poznámky a odkazy

METASILIKÁT SODNÝ, ANHYDROUSOVÝ, bezpečnostní list (y) Mezinárodního programu pro chemickou bezpečnost , konzultován 9. května 2009
vypočtená molekulová hmotnost od „ atomové hmotnosti prvků 2007 “ na www.chem.qmul.ac.uk .
INRS, „Disodium metasilicate - Toxicological sheet no ° 259“ , 2006
Indexové číslo 014-010-00-8 v tabulce 3.1 přílohy VI nařízení ES č. 1272/2008 (16. prosince 2008)
„ metakřemičitan sodný “ v databázi chemikálií Reptox z CSST (Quebec organizace odpovědné za bezpečnost a ochranu zdraví), přístupný 25.dubna 2009
VonWagner, Rudolf (1892, Proc. Z 13 th ed. Podle Willian Crookes), Manual of Chemical Technology , číst on-line
„ ESIS: Evropský informační systém o chemických látkách “ ( Archiv • Wikiwix • Archive.is • Google • Que faire? ) (Přístup 9. dubna 2013 )
Mezinárodní systém číslování potravinářských přídatných látek [PDF] , FAO / Codex Alimentarius , roč. 1A, 1995, s. 82, 96, 99 .
(in) Jak ukládat čerstvá vejce - Zprávy o Matce Zemi , listopad / prosinec 1977
(in) Tom Kelley, „ Výroba a používání pistole na papírové palivové kazety “ , srpen 1995
(in) Kirst, WJ, Self Consuming Paper Cartridges for the Percussion Revolver , Minneapolis, Minnesota, Northwest Development Co.,1983
(in) Kevin Helliker, The Killer App for Clunkers Breatses Fresh Life Into 'Liquid Glass " , The Wall Street Journal , 4. srpna 2009.
(in) Procedury deaktivace motoru pro program CARS [PDF] , Cars.gov (viz archiv)
Pierces SW, metakřemičitan sodný v alkalických materiálů , Patty Tosicology , 5 th ed. John Wiley & Sons, New York, 2001, sv. 3, s. 598-600
Metasilikát sodný , v databázi HSDB , Toxnet
Slovník Lewis RJ Hawleys's Condensed Chemical , New York, John Wiley & Sons, 2001
Elmore AR, panel odborníků na kontrolu kosmetických přísad , závěrečná zpráva o hodnocení bezpečnosti křemičitanu draselného, metasilikátu sodného a křemičitanu sodného , International Journal of Toxicology , 2005, 24 dopl. 1, s. 103-117
Tanaka T., Miyachi Y. a Horiot T., Ulcerózní kontaktní dermatitida způsobená křemičitanem sodným. Koexistence primární kontaktní dermatitidy a kontaktní kopřivky , Arch. Dermatol. , Červenec 1982, 118 (7): 518-520
Karrow NA et al. , Hyypersenzitivita na metasilikát odia u myší Balb / c , American Journal of Contact Dermatitits , 2002, 13, s. 133-139
HERA Hodnocení rizika rozpustných silikátů (ponor) .