Krzemian sodu

Kod Kemlera:
80 : żrący lub wykazujący niewielki stopień korozyjności
Numer UN :
3253 : TRIOKSOSILIKAN DISODU
Klasa:
8
Etykieta: 8 : Substancje żrące Pakowanie: Grupa pakowania III : substancje niskiego zagrożenia.

Inhalacja

działa drażniąco na drogi oddechowe

Skóra

żrący (powoduje oparzenia)

Oczy

ryzyko oparzeń

Związki pokrewne

Inne kationy

Krzemian potasu

Jednostki SI i STP, chyba że określono inaczej.

(Meta) krzemianu sodu (lub Sól disodowa kwasu krzemowego lub disodowy trioksokrzemian ) ma wzór chemiczny Na 2 SiO 3, bezwonny i bardzo dobrze rozpuszczalny w wodzie. Jest silną zasadą tworzącą bardzo zasadowe roztwory , działa żrąco na skórę i błony śluzowe ( pH 13 w 1% roztworze).
Krzemian sodu (meta) powstaje naturalnie w wyniku reakcji krzemionki (dwutlenku krzemu) z węglanem sodu w stanie stopionym. Otrzymuje się krzemian sodu i dwutlenek węgla .

Na 2 CO 3 + SiO 2 → Na 2 SiO 3 + CO 2

Występuje w dwóch głównych formach:

postać bezwodna (pojawia się wtedy jako białe półprzezroczyste krystaliczne ciało stałe o wzorze Na 2 SiO 3 );
forma uwodniona (Na 2 SiO 3 .nH 2 O), jest czasami określana jako „ płynne szkło ” ( szkło wodne lub szkło płynne dla osób mówiących po angielsku).

W handlu najczęściej spotykane formy to:

postać bezwodna (nr CAS = 6834-92-0 );
postać pentahydratu (nr CAS = 10213-79-3 );
postać niewodna (numer CAS = 13517-24-3 ).

Historia

„ Ciekłe szkło ” zostało zdefiniowane w Podręczniku Technologii Chemicznej von Wagnera (przetłumaczone na język angielski z 1892 r. ) Jako każdy rozpuszczalny krzemian alkaliczny, po raz pierwszy zaobserwowany przez Van Helmonta w 1640 r. Jako płynna substancja pojawiająca się podczas topienia piasku. (Krzemionka) z nadmiarem zasady . Czasami nazywany jest również „likierem żwirowym”.

Johann Rudolf Glauber - w 1648 roku - wyprodukował z potażu i krzemionki to, co nazwał „płynną krzemionką” .

Von Fuchs w 1825 r. Uzyskał płynne szkło poprzez reakcję kwasu krzemowego z alkaliami, w wyniku czego jest on rozpuszczalny w wodzie, „ale nie podlega zmianom atmosferycznym” .

Von Wagner w kilku typach: o węglanu sodu (sody) w potasu „ podwójny ” (sodu i potasu) i Fixin . Typ Fixin był utrwalaczem składającym się z przesyconej krzemionką mieszaniny „płynnego szkła” (potażu i sody), stosowanym do stabilizacji nieorganicznych pigmentów wodnych osadzonych na cemencie (do znaków zewnętrznych i ściennych).

Nieruchomości

Soda krzemianowa to biały proszek bardzo dobrze rozpuszczalny w wodzie, tworzący roztwór zasadowy .

Jest częścią rodziny pokrewnych związków, w tym ortokrzemianu sodu , Na 4 SiO 4, pirokrzemian sodu Na 6 Si 2 O 7 i inne pokrewne związki, z których wszystkie są szkliste, bardzo zasadowe, bezbarwne i rozpuszczalne w wodzie.

Krzemian sodu jest stabilny w roztworze o obojętnym lub zasadowym pH . W kwaśnym roztworze jon krzemianu reaguje z jonami wodoru, tworząc kwas krzemowy , który po podgrzaniu i prażeniu tworzy żel krzemionkowy , twardą szklistą substancję.

Oznaczenia chemiczne

Każda substancja ma swój własny numer rejestracyjny CAS i własny numer EINECS. Numery CAS lub EINECS krzemianu sodu i innych powiązanych substancji są następujące:

Nazwa substancji	N O CAS	N O EINECS
kwas krzemowy, sól sodowa	1344-09-8	239-981-7
metakrzemian disodu	6834-92-0	229-912-9
krzemian sodu	15859-24-2	215-687-4

Używa

Dostępny w postaci roztworu wodnego oraz w postaci stałej, stosowany jest w szczególności:

w cementach ;
jako środek zmniejszający palność ;
w niektórych materiałach ogniotrwałych ;
w przemyśle tekstylnym ;
w niektórych produktach czyszczących (domowych lub przemysłowych, takich jak detergenty, środki dezynfekujące, produkty do czyszczenia żywności);
w przemyśle drzewnym;
w przemyśle metalurgicznym (stripper, odtłuszczacz);
w niektórych klejach, farbach i produktach wybielających;
do przygotowywania produktów kosmetycznych ;
w branży motoryzacyjnej ;
w produkcji tektury , do przyklejenia rowka (lub mikro rowka ) do jednego lub więcej płaskich arkuszy lub kilku rowków między nimi lub kilku arkuszy tektury falistej między nimi. Podczas przechodzenia przez maszyny w wysokiej temperaturze krzemian sodu polimeryzuje i mocno łączy arkusze papieru ze sobą;
w diecie, jako dodatek do żywności , podczas gdy regulowany pod numerem E550, jako anty-zbrylaniu i - na początku XX th wieku z wielkim sukcesem - dla zachowania jaj. Gdy świeże jaja są zanurzone w roztworze krzemianu sodu, bakterie zdolne do degradacji jaja są trzymane z dala, a wilgotność jest utrzymywana, dzięki czemu jajo utrzymuje się do dziewięciu miesięcy. Tak zakonserwowane jaja trzeba było przekłuć przed gotowaniem ich we wrzącej wodzie, aby para mogła się ulotnić, ponieważ skorupa nie była już porowata;
jako szpachlówka szybka naprawa: krzemian sodu i krzemian magnezu rozpuszczone w wodzie są używane jako gęsta pasta do naprawy spalin. Gdy układ wydechowy osiągnie temperaturę roboczą, ciepło wysycha pastę, która polimeryzuje w rodzaj szkła, umożliwiając naprawę (tymczasową, bo mimo to stosunkowo kruchą);
jako uszczelniacz naprawczy w gorących, ciekłych mediach (w 2011 roku był używany do uszczelniania pęknięć powstałych po awarii w elektrowni atomowej Fukushima . Krzemian sodu w roztworze może zatykać nieszczelności w połączeniach (np. uszczelka głowicy cylindrów, z „płynnym szkłem”) wtryskiwany na przykład przez chłodnicę samochodu i wysyłany do gorących części silnika, ponieważ w temperaturze 100-105 ° C krzemian sodu traci swoje cząsteczki wody, tworząc bardzo mocne szczeliwo, które topi się tylko powyżej 810 ° C.Uszczelka głowicy cylindrów naprawiany krzemianem sodu może zachować szczelność nawet przez dwa lata lub dłużej, przy bardzo szybkim uszczelnieniu (w ciągu kilku minut od aplikacji). Tego typu zastosowanie jest możliwe tylko w środowisku, które osiągnie temperaturę polimeryzacji 100–105 ° C ;
jako inhibitor korozji w niektórych obiegach wodnych;
jako substrat wzrostowy dla niektórych glonów w wylęgarniach akwakultury;
do produkcji (dawniej) amunicji, na przykład nabojów do rewolwerów czarnoprochowych produkowanych przez firmę Colt's Manufacturing Company w latach 1851-1873, zwłaszcza podczas wojny secesyjnej. Krzemian sodu uszczelniał palne, azotowane papiery razem, tworząc stożkowy wkład papierowy zawierający czarny proszek, jak również w celu przyklejenia ołowianego pocisku lub stożkowego pocisku do otwartego końca papierowego „wkładu”. Naboje te przyklejone do krzemianu sodu wkładano w całości do luf rewolwerów, co przyspieszyło czas przeładowania. Zastosowanie to zostało zdetronizowane przez wynalezienie mosiężnych nabojów z 1873 ;
w przemyśle wiertniczym: zmieszany z płuczką stabilizuje ściany odwiertu i zapobiega ich zapadaniu się lub rozwiercaniu ścian, szczególnie w warstwach gliny lub w utworach zawierających pęczniejące minerały ilaste, takie jak smektyt czy montmorylonit ;
do zbrojenia muru lub betonu , sztukaterii , tynku itp. (w ten sposób staje się mniej porowaty lub mniej hydrofobowy, dzięki reakcji chemicznej z nadmiarem Ca (OH) 2 ( portlandytu ) obecnego w betonie, który trwale wiąże krzemiany, czyniąc ich powierzchnię twardszą i wodoodporną. ogólnie zaleca się stosowanie zabieg ten dopiero po początkowym czasie utwardzania (7 dni lub więcej w zależności od warunków);
do dezaktywacji silników pojazdów: w przypadku samochodów, które muszą zostać trwale wycofane z ruchu, stosuje się niedrogo roztwór krzemianu sodu, aby szybko i trwale zniszczyć silnik. Olej mineralny jest zastąpiony przez 2 litrach roztworu, która wytrąca się, oraz stałe uszkodzenia zębów i tłoków, w ciągu kilku minut. Procedura ta jest na przykład obowiązkowa w Stanach Zjednoczonych w ramach programu Car Allowance Rebate System (CARS) ;
do produkcji materiałów ogniotrwałych, jako spoiwa materiałów niepalnych i izolacyjnych, takich jak wermikulit i perlit . W ten sposób można wytwarzać ogniotrwałe lub pasywne panele przeciwpożarowe , a także formowane zabezpieczenia (na przykład wokół rur). Przez zmieszanie krzemianu sodu z drobno zmielonymi proszkami mineralnymi (np. Pyłem wermikulitowym) można wytwarzać kleje w wysokiej temperaturze ( pęcznienie zanika). Ponieważ krzemian sodu jest niedrogi i dostępny w dużych ilościach, był używany w wielu zastosowaniach ogniotrwałych.

Bierna ochrona przeciwpożarowa

W roztworze ten produkt atakuje niektóre metale, w tym aluminium , cynę , ołów , cynk , miedź i ich stopy , uwalniając wodór (co stwarza ryzyko wybuchu ). Dlatego musi być przechowywany w plastiku lub stali nierdzewnej .

Ekotoksykologia

Ekotoksykologii wydaje się być intensywnie badane. Wydaje się, że jest on zasadniczo związany ze swoim korozyjnym charakterem, ale jest osłabiony, przynajmniej w środowiskach narażonych na deszcz, dzięki swojej zmywalności, ze względu na wysoką rozpuszczalność.

Toksyczność

Wydaje się, że nie badano skutków toksyczności przewlekłej na ludziach, ale opisano co najmniej jeden przypadek silnego uczulenia alergicznego.
Ostre efekty toksyczne występują u ludzi, podobnie jak u innych organizmów zwierzęcych (test laboratoryjny). Wydaje się, że są one spowodowane zasadowością cząsteczki, która po spożyciu powoduje krwotok w żołądku i dwunastnicy, a także erozję jelita cienkiego. U psów i świń poddanych ekspozycji eksperymentalnej (niezależnie od wieku zwierzęcia) powyżej 250 mg / kg produkt ten powodował ostrą martwicę wrzodziejącą nabłonka górnego odcinka przewodu pokarmowego, płuc (z obrzękiem ) i nerek (martwica proksymalnej części nerek). rury).

Wdychany silnie drażni drogi oddechowe i uszkadza węchowe błony śluzowe. Spośród odpowiedzi nadwrażliwość występuje u myszy (mierzona obrzękiem ucha), ale jest uważana za niski alergen.

Przy dłuższej ekspozycji przy niższych dawkach powoduje zapalną wrzodziejącą reakcję jamy ustnej i błon śluzowych oraz zapalenie skóry . Wydaje się, że gatunki ssaków są na nią inaczej wrażliwe, na przykład polidypsja , wielomocz i uszkodzenia cewek nerkowych pojawiają się (u psów) przy ekspozycji na 2400 mg / kg w pokarmie przez cztery tygodnie, ale nie u kotów).

Doustnie LD 50

W przypadku 10% roztworu wodnego doustna wartość LD 50 to:

u szczurów 1280 mg / kg (847 mg / kg u samców do 1350 mg / kg u samic);
u myszy od 770 mg / kg u samic do 820 mg / kg u samców.

NOAEL

NOAEL jest 792 mg / kg na dzień u szczurów poddanych dwóch lat poprzez wodzie pitnej.

Detergenty zawierające ten produkt działają silnie drażniąco na skórę, oczy i drogi oddechowe. Jako bezwodny proszek na skórę nie działa drażniąco na zwierzęta, które (np. Króliki) nie pocą się.

Mutagenność

Nie wydaje się być mutagenny zgodnie z testem Amesa, aw Bacillus subtilis nie wywołuje uszkodzeń DNA; aberracji chromosomalnej nie wykryto w szpiku kostnym myszy narażonych na 740–1340 mg / kg doustnie)

Rakotwórczość

Teoretycznie jest potencjalnie rakotwórczy jako czynnik żrący , na przykład na komórki łuskowe przełyku , ale u szczurów narażonych na spożycie 792 mg / kg / dobę przez 2 lata nie wystąpiły nowotwory .
Wiadomo, że krzemica może być wywołana przez wdychanie cząstek krzemionki, ale nie obserwuje się jej przy wdychaniu metakrzemianu disodu w roztworze, prawdopodobnie dlatego, że będąc bardzo rozpuszczalnym, jest szybko i całkowicie eliminowany z organizmu.

Toksyczny wpływ na rozrodczość

Ten produkt działa szkodliwie na rozrodczość u szczurów, ale nie u myszy: szczury narażone na 790 do 1580 ppm w wodzie pitnej, od momentu odsadzenia do końca okresu reprodukcji, produkowały o 20% mniej potomstwa, a przeżycie młodych po odsadzeniu było silnie zaburzone (24% normalnego ). Ale nie obserwowano żadnego wpływu na proces rozmnażania nadmierną prędkością myszy z 12,4-50-200 mg / kg w 1 ul do 18 th dnia ciąży.

Uwagi i odniesienia

METASILIKAT SODU, BEZWODNY, karta (e) bezpieczeństwa Międzynarodowego Programu Bezpieczeństwa Chemicznego , konsultacja 9 maja 2009
obliczona masa cząsteczkowa od „ atomowych jednostek masy elementów 2007 ” na www.chem.qmul.ac.uk .
INRS, „Metakrzemian disodu - Karta toksykologiczna nr 259” , 2006
Numer indeksu 014-010-00-8 w tabeli 3.1 załącznika VI do rozporządzenia WE nr 1272/2008 (16 grudnia 2008)
„ metakrzemian sodu ” w bazie danych chemikaliów Reptox z CSST (Quebec organizacji odpowiedzialnej za bezpieczeństwo i higienę pracy), dostęp 25 kwietnia 2009
VonWagner, Rudolf (1892, Proc. Spośród 13 th ed. Willian Crookes), Manual of Chemical Technology , czytać online
„ ESIS: European Chemical Substances Information System ” ( Archiwum • Wikiwix • Archive.is • Google • Que faire? ) (Dostęp 9 kwietnia 2013 )
Międzynarodowy system numeracji dodatków do żywności [PDF] , FAO / Codex Alimentarius , vol. 1A, 1995, str. 82, 96, 99 .
(w) Jak przechowywać świeże jajka - Mother Earth News , listopad / grudzień 1977
(w) Tom Kelley, „ Making and Using Paper Fuel Cartridge Pistol ” , sierpień 1995
(w) Kirst, WJ, Self Consuming Paper Cartridges for the Percussion Revolver , Minneapolis, Minnesota, Northwest Development Co.,1983
(in) Kevin Helliker, Zabójcza aplikacja dla Clunkers tchnie świeże życie w „płynne szkło” , The Wall Street Journal , 4 sierpnia 2009.
(in) Procedury wyłączania silnika w programie CARS [PDF] , Cars.gov (zobacz archiwum)
Pirsy SW, metakrzemian sodu materiałów alkalicznych , Patty Tosicology , 5 th ed. , John Wiley & Sons, Nowy Jork, 2001, t. 3, s. 598-600
Metakrzemian sodu , w bazie danych HSDB , Toxnet
Skondensowany słownik chemiczny Lewisa RJ Hawleysa , Nowy Jork, John Wiley & Sons, 2001
Elmore AR, Panel ekspertów ds. Przeglądu składników kosmetyków , Raport końcowy z oceny bezpieczeństwa krzemianu potasu, metakrzemianu sodu i krzemianu sodu , International Journal of Toxicology , 2005, 24 suplement. 1, str. 103-117
Tanaka T., Miyachi Y. i Horiot T., Wrzodziejące kontaktowe zapalenie skóry wywołane krzemianem sodu. Współistnienie pierwotnego kontaktowego zapalenia skóry i pokrzywki kontaktowej , Arch. Dermatol. , Lipiec 1982, 118 (7): 518-520
Karrow NA i in. , Nadwrażliwość metakrzemianu odium u myszy Balb / c , American Journal of Contact Dermatitits , 2002, 13, str. 133-139
HERA Ocena ryzyka dotycząca rozpuszczalnych krzemianów (projekt) .