Силикат натрия Na2SiO3: свойства, получение, применение

Силикат натрия Na2SiO3 — средняя растворимая соль кремниевой кислоты, в растворе щелочная, молярная масса 122 г/моль.

Ключевые факты

Формула
Na2SiO3
Класс
соль (средняя, растворимая)
Молярная масса
122 г/моль для расчётов ЕГЭ; по массам IUPAC 122,07 г/моль
Другие названия
жидкое стекло (раствор); растворимое стекло; силикатный клей
Состояние
твёрдое стекловидное вещество; раствор — вязкая жидкость
Степени окисления
Na +1, Si +4, O −2
Связи
ионная между Na+ и SiO32−, внутри силикат-иона ковалентная полярная
Кристаллическая решётка
ионная (полимерное строение аниона)
Среда раствора
щелочная (гидролиз по аниону)

Обновлено · Химия · Редакция НейроМиши

Что такое силикат натрия?

Силикат натрия Na2SiO3 — одна из немногих растворимых солей кремниевой кислоты. Концентрированный раствор вязкий, прозрачный и клейкий, его издавна зовут жидким стеклом или силикатным клеем. Силикатный клей давно применяют в быту и в строительстве.

Кремниевая кислота слабая и нерастворима, поэтому даже угольная и слабые кислоты вытесняют её из силиката. Именно на этом построена главная школьная реакция: через раствор силиката пропускают углекислый газ, и выпадает студенистый осадок кремниевой кислоты.

Какие физические свойства у силиката натрия?

Физические свойства: силикат натрия Na2SiO3
СвойствоЗначение
Агрегатное состояниетвёрдое стекловидное вещество; раствор — вязкая жидкость
Цвет и запахбесцветный или белый, без запаха
Растворимость в водерастворяется, особенно при нагревании; раствор клейкий
Температура плавленияоколо 1090 °C
Среда растворащелочная

Какие химические свойства у силиката натрия?

Типичные реакции силиката натрия — вытеснение кремниевой кислоты кислотами и углекислым газом, обмен с растворимыми солями и гидролиз по аниону. Растворимость солей кремниевой кислоты нужно запомнить: из них растворимы только соли натрия и калия.

  1. С соляной кислотой: студенистый осадок кремниевой кислотыNa2SiO3 + 2HCl → 2NaCl + H2SiO3↓
  2. С углекислым газом в водеNa2SiO3 + CO2 + H2O → Na2CO3 + H2SiO3↓
  3. С хлоридом кальция: белый осадок силиката кальцияNa2SiO3 + CaCl2 → CaSiO3↓ + 2NaCl
  4. Гидролиз по аниону (первая ступень)SiO32− + H2O ⇄ HSiO3− + OH−
  5. Ионная форма реакции с кислотойSiO32− + 2H+ → H2SiO3↓

Если углекислого газа взято много, вместо карбоната образуется гидрокарбонат натрия, но в школьных задачах реакцию записывают с карбонатом, как выше.

Как получают силиката натрия?

Сплавлением со щёлочью или содой

Оксид кремния — кислотный оксид, он реагирует со щёлочью и при сплавлении вытесняет углекислый газ из соды.

  • SiO2 + 2NaOH → Na2SiO3 + H2O
  • SiO2 + Na2CO3 → Na2SiO3 + CO2↑

Как распознать силикат натрия? Качественная реакция

Силикат-ион обнаруживают добавлением сильной кислоты: образуется белый студенистый осадок кремниевой кислоты, а газ не выделяется. Именно отсутствие газа отличает силикат от карбоната и сульфита.

  • SiO32− + 2H+ → H2SiO3↓

Где применяют силиката натрия?

  • силикатный клей для бумаги, картона и тары;
  • пропитка тканей и дерева для защиты от огня;
  • компонент моющих средств и строительных смесей;
  • укрепление грунтов и водонепроницаемые составы.

Меры предосторожности. Раствор щелочной и раздражает кожу и глаза; работают в перчатках и очках. Склеенные поверхности нельзя брать в рот.

Чему равна молярная масса силиката натрия?

M(Na2SiO3) = 2·23 + 28 + 3·16 = 122 г/моль

Молярную массу вещества складывают из относительных атомных масс элементов с учётом индексов. На ЕГЭ массы округляют до целых, у хлора берут 35,5. Если брать массы IUPAC до сотых, получится 122,07 г/моль.

Посчитать молярную массу в калькуляторе · Количество вещества: n = m/M

Где силикат натрия встречается на ЕГЭ?

Вопросы и ответы

Чему равна молярная масса силиката натрия?

M(Na2SiO3) = 2·23 + 28 + 3·16 = 122 г/моль. По массам IUPAC до сотых получается 122,07 г/моль.

Что такое жидкое стекло?

Это водный раствор силиката натрия. Оно клейкое и твердеет на воздухе, потому что углекислый газ вытесняет из него кремниевую кислоту.

Почему в реакции с углекислым газом выпадает осадок?

Кремниевая кислота слабее угольной и нерастворима в воде. Угольная кислота вытесняет её из соли, и она оседает студнем.

Растворимы ли другие силикаты?

Нет, кроме силикатов натрия и калия остальные практически нерастворимы. Это следует проверять по таблице растворимости.

Потренироваться на заданиях

Страница объясняет вещество, а тренажёр помогает применить это в заданиях. В кабинете НейроМиши — задания ЕГЭ по химии с проверкой ответа и разбором ошибки. Начать можно без регистрации.

Задачи по теме — с проверкой Разбор заданий ЕГЭ по химии

Связанные элементы, таблицы и вещества

Элементы в составе: натрий Na, кремний Si, кислород O.

Другие вещества

Все вещества справочника · Таблица Менделеева

Источники