سيليكات الصوديوم

📅 آخر تحديث: ٢٩ يوليو ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٢٩ يوليو ٢٠٢٦
📷 يحتوي على 2 صور
الموسوعة الحرة
Na 2 SiO 3

سيليكات الصوديوم هو اسم عام للمركبات الكيميائية التي صيغتها Na2 × سييا O2 ص + س أو(نا2 O)x ·(SiO2 )مثل ميتا سيليكاتالصوديوم(Na2 SiO3 )،أورثوسيليكات الصوديوم(Na4 SiO4 )،وبيروسيليكات الصوديوم(Na6 سي2 O7 ). غالباً ما تكون الأنيوناتبوليمرية. وتكون هذه المركبات عموماً مواد صلبة شفافة عديمة اللون أو مساحيق بيضاء، وتذوب في الماء بكميات متفاوتة.

سيليكات الصوديوم هو الاسم التقني والشائع لمزيج من هذه المركبات، وخاصة الميتا سيليكات، المعروف أيضاً باسم زجاج الماء أو الزجاج السائل . يُستخدم هذا المنتج في العديد من المجالات، بما في ذلك تركيب الأسمنت ، والطلاءات، وأنظمة الحماية السلبية من الحرائق ، ومعالجة المنسوجات والأخشاب، وصناعة السيراميك المقاوم للحرارة ، والمواد اللاصقة ، وإنتاج هلام السيليكا . يتوفر المنتج التجاري على شكل محلول مائي أو مادة صلبة، وغالباً ما يكون لونه أخضر أو ​​أزرق بسبب وجود شوائب تحتوي على الحديد.

في الصناعة، تُصنّف درجات سيليكات الصوديوم المختلفة حسب نسبة وزن SiO₂ : Na₂O ( والتي يمكن تحويلها إلى نسبة مولية بضربها في 1.032). تتراوح هذه النسبة بين 1:2 و3.75:1. [ 1 ] تُسمى الدرجات التي تقل نسبتها عن 2.85:1 بالقلوية، بينما تُسمى الدرجات ذات النسبة الأعلى SiO₂ :Na₂O بالمحايدة .

ملكيات

سيليكات الصوديوم عبارة عن مواد صلبة زجاجية أو بلورية عديمة اللون، أو مساحيق بيضاء. باستثناء الأنواع الغنية بالسيليكون، فهي قابلة للذوبان بسهولة في الماء، مما ينتج عنه محاليل قلوية . حتى بعد تجفيفها، يمكن إعادة ترطيبها في الماء. [ 2 ]

تتميز سيليكات الصوديوم بثباتها في المحاليل المتعادلة والقلوية . أما في المحاليل الحمضية ، فتتفاعل أيونات السيليكات مع أيونات الهيدروجين لتكوين أحماض السيليسيك ، التي تميل إلى التحلل إلى هلام ثاني أكسيد السيليكون المائي . وعند تسخينها لإزالة الماء، ينتج عنها مادة صلبة شفافة تُسمى هلام السيليكا ، والتي تُستخدم على نطاق واسع كمجفف . ويمكنها تحمل درجات حرارة تصل إلى 1100 درجة مئوية. 

إنتاج

يمكن تحضير محاليل سيليكات الصوديوم بمعالجة خليط من السيليكا (عادةً على شكل رمل كوارتز )، والصودا الكاوية ، والماء، بالبخار الساخن في مفاعل . ويكون التفاعل الكلي كما يلي:

2 × NaOH + SiO2 →(Na2 O)x ·SiO2 +xH2 O

يمكن أيضاً الحصول على سيليكات الصوديوم عن طريق إذابة السيليكا SiO2 (التيدرجة انصهارها1713 درجة مئوية) فيكربونات الصوديوم(التي تنصهر مع التحلل عند 851 درجة مئوية): [ 3 ]

x Na2 CO3 +SiO2 →(Na2 O)x ·SiO2 +xCO2

ويمكن الحصول على المادة أيضاً من كبريتات الصوديوم (نقطة انصهارها 884  درجة مئوية) باستخدام الكربون كعامل مختزل:

2 × صوديوم2 SO4 + C + 2SiO2 → 2(Na2 O)x ·SiO2 + 2SO2 +CO2

في عام 1990، تم إنتاج 4 ملايين طن من سيليكات المعادن القلوية. [ 1 ]

الفيروسليكون

يمكن إنتاج سيليكات الصوديوم كجزء من إنتاج الهيدروجين عن طريق إذابة الفيروسليكون في محلول هيدروكسيد الصوديوم المائي (NaOH·H2O ) : [ 4 ]

2NaOH + Si + H2O → Na2SiO3 + 2H2

عملية باير

على الرغم من عدم ربحيتها، فإن Na 2 SiO 3 هو منتج ثانوي لعملية باير والتي غالبًا ما يتم تحويلها إلى سيليكات الكالسيوم (Ca 2 SiO 4 ).

الاستخدامات

تُستخدم سيليكات الصوديوم بشكل رئيسي في المنظفات، وصناعة الورق ( كعامل لإزالة الحبر )، ومعالجة المياه، ومواد البناء. [ 1 ]

المواد اللاصقة

لوحظت الخصائص اللاصقة لسيليكات الصوديوم منذ خمسينيات القرن التاسع عشر [ 5 ] ، وقد شاع استخدامها منذ الحرب العالمية الأولى على الأقل [ 6 ] . يُعدّ استخدام محاليل سيليكات الصوديوم في صناعة الورق المقوى من أبرز تطبيقاتها [ 1 ] . عند استخدامها كغراء للورق، تميل وصلة سيليكات الصوديوم إلى التشقق في غضون بضع سنوات، وعندها تفقد قدرتها على تماسك أسطح الورق الملتصقة.

يمكن استخدام محاليل سيليكات الصوديوم كطبقة لاصقة تُوضع بالدوران لربط الزجاج بالزجاج [ 7 ] أو رقائق السيليكون المغطاة بثاني أكسيد السيليكون ببعضها البعض. [ 8 ] يتميز ربط الزجاج بسيليكات الصوديوم بأنه تقنية ربط منخفضة الحرارة، على عكس الربط بالانصهار. [ 7 ] كما أنه يتطلب معالجة أقل من الربط الأنودي للزجاج بالزجاج، [ 9 ] الذي يتطلب طبقة وسيطة مثل نتريد السيليكون (SiN) لتكون بمثابة حاجز انتشار لأيونات الصوديوم. [ 9 ] يتطلب ترسيب هذه الطبقة خطوة ترسيب كيميائي للبخار تحت ضغط منخفض. [ 9 ] مع ذلك، من عيوب ربط سيليكات الصوديوم صعوبة التخلص من فقاعات الهواء. [ 8 ] ويعود ذلك جزئيًا إلى أن هذه التقنية لا تتطلب فراغًا ولا تستخدم مساعدة المجال كما في الربط الأنودي. [ 10 ] يمكن أن يكون هذا النقص في المساعدة الميدانية مفيدًا في بعض الأحيان، لأن المساعدة الميدانية يمكن أن توفر قوة جذب عالية بين الرقائق لدرجة ثني رقاقة أرق وانهيارها [ 10 ] على تجويف الموائع النانوية أو عناصر MEMS.

الطلاءات

يُستخدم سيليكات الصوديوم في العديد من الدهانات والطلاءات، مثل تلك المستخدمة على قضبان اللحام . ويمكن معالجة هذه الطلاءات بطريقتين. تتمثل إحداهما في تسخين طبقة رقيقة من سيليكات الصوديوم حتى تتحول إلى هلام، ثم إلى غشاء صلب. ولجعل الطلاء مقاومًا للماء، يلزم استخدام درجات حرارة عالية تصل إلى 100 درجة مئوية (212 درجة فهرنهايت؛ 373 كلفن) . [ 2 ] تُرفع درجة الحرارة تدريجيًا إلى 150 درجة مئوية (302 درجة فهرنهايت؛ 423 كلفن) لتجفيف الغشاء وتجنب تكوّن البخار والفقاعات. يجب أن تكون هذه العملية بطيئة نسبيًا، ويمكن استخدام مصابيح الأشعة تحت الحمراء في البداية. [ 2 ] أما في الطريقة الأخرى، عندما لا تكون درجات الحرارة العالية عملية، فيمكن تحقيق مقاومة الماء باستخدام مواد كيميائية (أو إسترات )، مثل حمض البوريك ، وحمض الفوسفوريك ، وفلوروسيليكات الصوديوم ، وفوسفات الألومنيوم . [ 2 ] قبل التطبيق، يُخلط محلول مائي من سيليكات الصوديوم مع عامل معالجة. [ 2 ]      

يُستخدم في المواد المساعدة للمنظفات مثل ثنائي سيليكات الصوديوم المعقد وثنائي سيليكات الصوديوم المعدل. تكتسب حبيبات المنظف متانتها من طبقة من السيليكات. [ 1 ]

معالجة المياه

يُستخدم سيليكات الصوديوم كمادة مُخثِّرة للألوم ومُرَسِّبة للحديد في محطات معالجة مياه الصرف الصحي . يرتبط سيليكات الصوديوم بالجزيئات الغروية ، مُكَوِّنًا تجمعات أكبر تغوص إلى قاع عمود الماء. تتفاعل الجسيمات المجهرية سالبة الشحنة المُعلقة في الماء مع سيليكات الصوديوم. ينهار غلافها الكهربائي المزدوج نتيجةً لزيادة القوة الأيونية الناجمة عن إضافة سيليكات الصوديوم (أيون سالب الشحنة مُزدوج مصحوب بأيونين صوديوم)، فتتجمع هذه الجسيمات لاحقًا. تُسمى هذه العملية بالتخثير . [ 1 ]

مصانع الصب، والمواد المقاومة للحرارة، وصناعة الفخار

يُستخدم كمادة رابطة للرمل عند صب جميع المعادن الشائعة في الرمل . وهو يسمح بإنتاج قالب أو قلب قوي بسرعة من خلال ثلاث طرق رئيسية.

  • تتطلب الطريقة الأولى تمرير غاز ثاني أكسيد الكربون عبر خليط الرمل وسيليكات الصوديوم في صندوق تشكيل الرمل أو صندوق اللب. يتفاعل ثاني أكسيد الكربون مع سيليكات الصوديوم لتكوين هلام السيليكا الصلب وكربونات الصوديوم. يوفر هذا قوة كافية لإخراج قالب الرمل المتصلب من أداة التشكيل. وتزداد القوة مع جفاف أي سيليكات صوديوم غير متفاعلة في قالب الرمل.
  • تتطلب الطريقة الثانية إضافة إستر (ناتج تفاعل حمض مع كحول) إلى خليط الرمل وسيليكات الصوديوم قبل وضعه في صندوق القالب أو صندوق اللب. عند تحلل الإستر مائيًا من الماء الموجود في سيليكات الصوديوم السائلة، ينطلق حمضٌ يُسبب تحوّل سيليكات الصوديوم السائلة إلى هلام. بمجرد تكوّن الهلام، يجفّ ليتحول إلى حالة زجاجية نتيجةً لظاهرة التَخَلُّف . تشمل الإسترات الشائعة الاستخدام إسترات الأسيتات للجلسرين والإيثيلين جليكول، بالإضافة إلى إسترات الكربونات للبروبيلين والإيثيلين جليكول. كلما زادت قابلية الإستر للذوبان في الماء، زادت سرعة تصلّب الرمل.
  • تتطلب الطريقة الثالثة استخدام طاقة الميكروويف لتسخين وتجفيف خليط الرمل وسيليكات الصوديوم في صندوق تشكيل الرمل أو صندوق اللب. يجب أن تمر أدوات التشكيل عبر موجات الميكروويف لضمان فعالية هذه الطريقة. نظرًا لارتفاع ثابت العزل الكهربائي لسيليكات الصوديوم، فإنها تمتص طاقة الميكروويف بسرعة كبيرة. يمكن إنتاج أشكال رملية مجففة تمامًا في غضون دقيقة واحدة من تعريضها للميكروويف. تُنتج هذه الطريقة أعلى قوة لأشكال الرمل المُلصقة بسيليكات الصوديوم.

بما أن سيليكات الصوديوم لا تحترق أثناء الصب (بل يمكن أن تنصهر عند درجات حرارة صب أعلى من 982  درجة مئوية  )، فمن الشائع إضافة مواد عضوية لتحسين تفتت الرمل بعد الصب. وتشمل هذه الإضافات السكر والنشا والكربون ودقيق الخشب والراتنجات الفينولية.

يُعدّ زجاج الماء مادة رابطة مفيدة للمواد الصلبة، مثل الفيرميكوليت والبيرلايت . عند مزجه مع الجزء الأخف وزنًا من الفيرميكوليت ، يُمكن استخدام زجاج الماء لصنع ألواح عازلة صلبة تتحمل درجات الحرارة العالية، تُستخدم في المواد المقاومة للحرارة، وأنظمة الحماية السلبية من الحرائق ، والعزل الحراري، كما هو الحال في تطبيقات عزل الأنابيب المصبوبة. عند مزجه مع مساحيق معدنية دقيقة، مثل غبار الفيرميكوليت (وهو مخلفات شائعة من عملية التقشير)، يُمكن إنتاج مواد لاصقة تتحمل درجات الحرارة العالية. يختفي التمدد الحراري في وجود الغبار المعدني الدقيق، ليصبح زجاج الماء مجرد مادة رابطة. يتميز زجاج الماء بانخفاض تكلفته وتوافره بكثرة، مما يجعله شائع الاستخدام في العديد من تطبيقات المواد المقاومة للحرارة.

يُستخدم سيليكات الصوديوم كمادة مُشتِّتة في طين الصب، مما يُساعد على تقليل لزوجته وتقليل الحاجة إلى كميات كبيرة من الماء لتسييله. كما يُستخدم لإضفاء تأثير التشققات على الفخار، وخاصةً عند تشكيله على دولاب الخزف. تُشكّل المزهرية أو الزجاجة على الدولاب، وهي ضيقة نسبيًا وذات جدران سميكة. يُدهن جزء من القطعة بسيليكات الصوديوم. بعد خمس دقائق، يُمدد جدار القطعة للخارج باستخدام أداة خاصة أو باليد. والنتيجة هي مظهر مُجعّد أو مُتشقّق.

وهو أيضاً المكون الرئيسي في "الماء السحري"، الذي يُستخدم عند وصل قطع الطين، خاصةً إذا كان مستوى الرطوبة في كليهما مختلفاً. [ 11 ]

الأصباغ

يُستخدم محلول سيليكات الصوديوم كمثبت في الصباغة اليدوية باستخدام الأصباغ التفاعلية التي تتطلب درجة حموضة عالية للتفاعل مع ألياف النسيج. بعد وضع الصبغة على نسيج مصنوع من السليلوز، مثل القطن أو الرايون، أو على الحرير، تُترك لتجف، ثم يُدهن محلول سيليكات الصوديوم على النسيج المصبوغ، ويُغطى بالبلاستيك للحفاظ على الرطوبة، ويُترك ليتفاعل لمدة ساعة في درجة حرارة الغرفة. [ 12 ]

أعمال الإصلاح

يُستخدم سيليكات الصوديوم، إلى جانب سيليكات المغنيسيوم ، في معجون إصلاح وتركيب كاتم الصوت . يمكن خلط سيليكات المغنيسيوم مع محلول سيليكات الصوديوم لتكوين معجون سميك سهل الاستخدام. عندما يسخن نظام عادم محرك الاحتراق الداخلي إلى درجة حرارة التشغيل ، تعمل الحرارة على تبخير الماء الزائد من المعجون. تتميز مركبات السيليكات المتبقية بخصائص شبيهة بالزجاج، مما يُشكل إصلاحًا مؤقتًا هشًا يمكن تقويته بالألياف الزجاجية.

يمكن استخدام سيليكات الصوديوم لملء الفراغات في حشية رأس المحرك. يُعدّ هذا مفيدًا بشكل خاص لرؤوس أسطوانات سبائك الألومنيوم ، الحساسة للانحراف السطحي الناتج عن الحرارة. تُضاف سيليكات الصوديوم إلى نظام التبريد عبر المبرد وتُترك لتدور فيه. عندما تصل سيليكات الصوديوم إلى درجة حرارة "التحول" التي تتراوح بين 100 و105 درجة مئوية (212-221 درجة فهرنهايت) ، تفقد جزيئات الماء وتُشكّل طبقة زجاجية مانعة للتسرب، وتزداد درجة انصهارها عند درجة حرارة أعلى من 810 درجة مئوية (1490 درجة فهرنهايت) . قد يدوم هذا الإصلاح لمدة عامين أو أكثر، وتختفي الأعراض فورًا. مع ذلك، لا يُجدي هذا الإصلاح نفعًا إلا عندما تصل سيليكات الصوديوم إلى درجة حرارة "التحول". كما أن تلوث مواد التشحيم بسيليكات الصوديوم (الجسيمات الزجاجية) يُضرّ بوظيفتها، ويُعدّ تلوث زيت المحرك احتمالًا واردًا في حالات تسرب سائل التبريد إلى الزيت.    

يُستخدم محلول سيليكات الصوديوم لتعطيل محركات السيارات بشكل دائم وسريع وغير مكلف. يؤدي تشغيل المحرك بنصف جالون أمريكي (أو حوالي لترين) من محلول سيليكات الصوديوم بدلاً من زيت المحرك إلى ترسب المحلول ، مما يُلحق ضرراً بالغاً بمحامل المحرك ومكابسه في غضون دقائق معدودة. [ 13 ] في الولايات المتحدة، استُخدم هذا الإجراء امتثالاً لمتطلبات برنامج نظام خصم بدل السيارة (CARS) . [ 13 ] [ 14 ]

بناء

استُخدم مزيج من سيليكات الصوديوم ونشارة الخشب بين طبقتي بعض الخزائن . وهذا لا يجعلها أكثر مقاومة للحريق فحسب ، بل يجعل فتحها باستخدام موقد الأوكسي أسيتيلين صعباً للغاية بسبب الدخان المنبعث.

يُستخدم سيليكات الصوديوم بكثرة في سوائل الحفر لتثبيت جدران البئر ومنع انهيارها . وهو مفيد بشكل خاص عند مرور ثقوب الحفر عبر تكوينات طينية تحتوي على معادن طينية متمددة مثل السميكتايت أو المونتموريلونيت .

يُساعد معالجة الخرسانة بمحلول سيليكات الصوديوم على تقليل المسامية في معظم منتجات البناء ، مثل الخرسانة والجص والطلاءات . يُسهم هذا التأثير في تقليل تسرب الماء، ولكنه لا يُؤثر على نفاذية بخار الماء وانبعاثه. [ 15 ] يحدث تفاعل كيميائي مع فائض هيدروكسيد الكالسيوم ( البورتلانديت ) الموجود في الخرسانة ، مما يُؤدي إلى ربط السيليكات بالسطح بشكل دائم، ويجعلها أكثر متانة ومقاومة للماء. تُطبق هذه المعالجة عادةً بعد اكتمال عملية التصلب الأولية (حوالي سبعة أيام حسب الظروف). تُعرف هذه الطلاءات باسم طلاء السيليكات المعدني . فيما يلي مثال على تفاعل سيليكات الصوديوم مع هيدروكسيد الكالسيوم الموجود في الخرسانة لتكوين هلام سيليكات الكالسيوم المائي (CSH)، وهو المنتج الرئيسي في أسمنت بورتلاند المائي. [ 16 ]

نا2 SiO3 +ص ح2 O+x Ca(OH)2 →x CaO.SiO2.y H2 O+2NaOH

حدائق الكريستال

عند إضافة بلورات من أملاح معدنية متعددة إلى محلول زجاج الماء، تتشكل رواسب بسيطة أو متفرعة من سيليكات المعادن الملونة. وقد استغل مصنّعو الألعاب ومجموعات الكيمياء هذه الظاهرة لتوفير متعة تعليمية لأجيال عديدة من الأطفال منذ أوائل القرن العشرين وحتى يومنا هذا. وقد ورد ذكر مبكر لبلورات الأملاح المعدنية التي تُشكّل " حديقة كيميائية " في سيليكات الصوديوم في مجلة "مودرن ميكانيكس" عام ١٩٤٦. [ ١٧ ] وشملت الأملاح المعدنية المستخدمة كبريتات و/أو كلوريدات النحاس والكوبالت والحديد والنيكل والمنغنيز.

مواد مانعة للتسرب

تم حقن سيليكات الصوديوم مع إضافات في الأرض لتقويتها وبالتالي منع المزيد من تسرب المياه المشعة للغاية من محطة فوكوشيما دايتشي للطاقة النووية في اليابان في أبريل 2011. [ 18 ] الحرارة المتبقية التي تحملها المياه المستخدمة لتبريد المفاعلات المتضررة عجلت من تصلب الخليط المحقون.

في الثالث من يونيو عام ١٩٥٨، زارت الغواصة الأمريكية "نوتيلوس" ، أول غواصة نووية في العالم، مدينتي إيفريت وسياتل. في سياتل، أُرسل أفراد من الطاقم يرتدون ملابس مدنية لشراء ١٦٠ لترًا (١٤٠ كوارتًا) من منتج للسيارات يحتوي على سيليكات الصوديوم (كان يُعرف سابقًا باسم "ستوب ليك") سرًا، وذلك لإصلاح نظام المكثف المتسرب. كانت "نوتيلوس" في طريقها إلى القطب الشمالي في مهمة سرية للغاية لعبور القطب الشمالي وهي مغمورة. [ ١٩ ]

الأسلحة النارية

من الاستخدامات التاريخية لخصائص سيليكات الصوديوم اللاصقة إنتاج خراطيش ورقية لمسدسات البارود الأسود التي أنتجتها شركة كولت للتصنيع بين عامي 1851 و1873، وخاصة خلال الحرب الأهلية الأمريكية . استُخدمت سيليكات الصوديوم لربط الورق النيتروجيني القابل للاحتراق معًا لتشكيل خرطوشة ورقية مخروطية الشكل لحمل البارود الأسود، وكذلك لتثبيت كرة الرصاص أو الرصاصة المخروطية في الطرف المفتوح للخرطوشة الورقية. كانت هذه الخراطيش الورقية المُلصقة بسيليكات الصوديوم تُدخل في أسطوانات المسدسات، مما يُسرّع عملية إعادة تعبئة مسدسات البارود الأسود ذات الكبسولة والكرة. انتهى هذا الاستخدام إلى حد كبير مع طرح مسدسات كولت التي تستخدم خراطيش ذات غلاف نحاسي بدءًا من عام 1873. [ 20 ] [ 21 ] وبالمثل، استُخدمت سيليكات الصوديوم أيضًا لتثبيت الحشوة العلوية في خراطيش بنادق الصيد النحاسية ، مما ألغى الحاجة إلى أي ثنية في أعلى خرطوشة بندقية الصيد النحاسية لتثبيتها معًا. كانت إعادة تعبئة خراطيش بنادق الصيد النحاسية ممارسة شائعة بين المزارعين الأمريكيين المكتفين ذاتيًا خلال سبعينيات القرن التاسع عشر، باستخدام نفس مادة زجاج الماء التي كانت تُستخدم أيضًا لحفظ البيض. وكانت عملية تثبيت الحشوة العلوية على خرطوشة البندقية تتم بوضع ما بين ثلاث إلى خمس قطرات من زجاج الماء على الحشوة العلوية لتثبيتها في الغلاف النحاسي. وقد حلت الأغلفة الورقية محل الأغلفة النحاسية لخراطيش بنادق الصيد بدءًا من عام 1877 تقريبًا. واستخدمت خراطيش بنادق الصيد ذات الأغلفة الورقية الأحدث تقنية التجعيد باللف بدلاً من الوصلة المُلصقة بزجاج الماء لتثبيت الحشوة العلوية داخل الخرطوشة. ومع ذلك، فبينما كان من الممكن إعادة تعبئة خراطيش البنادق النحاسية ذات الحشوات العلوية المُلصقة بزجاج الماء إلى أجل غير مسمى تقريبًا (مع توفر البارود والحشوة والرصاص بالطبع)، فإن الأغلفة الورقية التي حلت محل الأغلفة النحاسية لم يكن من الممكن إعادة تعبئتها إلا مرات قليلة.

الغذاء والدواء

ملصق من الحرب العالمية الأولى يقترح استخدام زجاج الماء لحفظ البيض

يُعدّ سيليكات الصوديوم وأنواع السيليكات الأخرى المكونات الأساسية في كريمات إزالة التجاعيد "الفورية"، التي تعمل على شدّ الجلد مؤقتًا لتقليل ظهور التجاعيد والهالات السوداء تحت العينين. عند وضع هذه الكريمات على شكل طبقة رقيقة وتركها لتجف لبضع دقائق، يمكن أن تُعطي نتائج مذهلة. هذا التأثير ليس دائمًا، إذ يدوم من بضع دقائق إلى ساعتين. يعمل الكريم كالإسمنت المائي، فبمجرد أن تبدأ العضلات بالحركة، يتشقق ويترك بقايا بيضاء على الجلد.

استُخدم زجاج الماء بنجاح كبير كمادة حافظة للبيض، خاصةً عند عدم توفر التبريد. تُغمر البيضات الطازجة في محلول من سيليكات الصوديوم (زجاج الماء). بعد غمرها، تُخرج وتُترك لتجف. تبقى طبقة محكمة الإغلاق على البيض. إذا تم تخزينها بعد ذلك في بيئة مناسبة، تُمنع معظم البكتيريا التي قد تُسبب فسادها من الدخول، ويُحفظ رطوبتها داخل البيضة. وفقًا للمصدر المذكور، يمكن حفظ البيض المعالج طازجًا بهذه الطريقة لمدة تصل إلى خمسة أشهر. عند سلق البيض المحفوظ بهذه الطريقة، تصبح القشرة غير منفذة للهواء، ويميل البيض إلى التشقق ما لم يُحدث ثقب في القشرة (مثلًا، بدبوس) للسماح للبخار بالخروج. [ 22 ]

تُستخدم خصائص سيليكات الصوديوم المُرَسِّبة أيضًا لتصفية النبيذ والبيرة عن طريق ترسيب الجزيئات الغروية. ومع ذلك، يُخلط أحيانًا بين سيليكات الصوديوم، كعامل تصفية، وبين مادة الإيزينغلاس المُحضَّرة من الكولاجين المُستخلص من مثانات السباحة المُجففة لسمك الحفش وأنواع أخرى من الأسماك. [ 23 ]

يُستخدم جل سيليكات الصوديوم أيضًا كركيزة لنمو الطحالب في مزارع تربية الأحياء المائية . [ 24 ]

تاريخ

لاحظ الكيميائيون الأوروبيون في القرن السادس عشر وجود سيليكات قابلة للذوبان من المعادن القلوية (الصوديوم أو البوتاسيوم ). ففي عام 1567، لاحظ جيامباتيستا ديلا بورتا أن ملح التارتار (كريم التارتار، طرطرات البوتاسيوم ) يتسبب في انصهار مسحوق الكوارتز عند درجة حرارة أقل. [ 25 ] وتشير إشارات مبكرة أخرى محتملة إلى سيليكات القلويات، منها ما ذكره باسل فالنتين عام 1520، [ 26 ] وما ذكره أغريكولا عام 1550. وفي حوالي عام 1640، أبلغ يان بابتيست فان هيلمونت عن تكوين سيليكات القلويات كمادة قابلة للذوبان عن طريق صهر الرمل مع كمية زائدة من القلوي، ولاحظ أنه يمكن ترسيب السيليكا كميًا بإضافة حمض إلى المحلول . [ 27 ]

في عام 1646، صنع غلاوبر سيليكات البوتاسيوم ، التي أطلق عليها اسم "سائل السيليكا" ، عن طريق صهر كربونات البوتاسيوم (المُستخلصة من تكليس كريم التارتار) والرمل في بوتقة، وإبقائها منصهرة حتى توقف فورانها (نتيجة انطلاق ثاني أكسيد الكربون ). تُرِك المزيج ليبرد ثم طُحِن إلى مسحوق ناعم. [ 28 ] عندما تعرض المسحوق للهواء الرطب، تحوّل تدريجيًا إلى سائل لزج، أطلق عليه غلاوبر اسم " زيت أو محلول السيليكا، رمل، أو بلورات الكوارتز " (أي زيت أو محلول من السيليكا أو الرمل أو بلورات الكوارتز). [ 29 ]

إلا أنه زُعم لاحقًا أن المواد التي حضّرها هؤلاء الخيميائيون لم تكن زجاج الماء كما هو معروف اليوم. [ 30 ] فقد حُضِّر هذا الزجاج عام 1818 على يد يوهان نيبوموك فون فوكس ، بمعالجة حمض السيليسيك بمادة قلوية؛ وكانت النتيجة مادة قابلة للذوبان في الماء، "لكنها لا تتأثر بالتغيرات الجوية". [ 31 ]

تم استخدام مصطلحي "زجاج الماء" و "الزجاج القابل للذوبان" من قبل ليوبولد وولف في عام 1846، [ 32 ] ومن قبل إميل كوب في عام 1857، [ 33 ] ومن قبل هيرمان كراتزر في عام 1887. [ 34 ]

في عام ١٨٩٢، ميّز رودولف فون فاغنر أنواعًا مختلفة من زجاج الماء، منها الصودا ، والبوتاس ، والزجاج المزدوج (الصودا والبوتاس)، والزجاج المُثبِّت. وكان الزجاج المُثبِّت عبارة عن "مزيج من السيليكا المشبعة جيدًا بزجاج الماء البوتاسي وسيليكات الصوديوم"، ويُستخدم لتثبيت أصباغ الألوان المائية غير العضوية على أعمال الأسمنت المستخدمة في اللافتات الخارجية والجداريات. [ ٣٥ ] [ ٣٦ ] [ ٣٧ ] [ ٣٨ ]

انظر أيضاً

مراجع

  1. 1 2 3 4 5 6 جيرارد لاجالي، فيرنر توفار، أ. مينيهان، أ. لوفيل "السيليكات" في موسوعة أولمان للكيمياء الصناعية، وايلي-في سي إتش، 2005. doi : 10.1002/14356007.a23_661
  2. 1 2 3 4 5 دليل أوكسي كيم لسيليكات الصوديوم (ملف PDF) ، 2019
  3. ↑ غرينوود، نورمان ن.؛ إيرنشو، آلان (1997). كيمياء العناصر ( الطبعة الثانية). باتروورث-هاينمان. doi : 10.1016/C2009-0-30414-6 . ISBN  978-0-08-037941-8.
  4. ↑ براك، بول؛ دان، ساندي إي؛ ويجايانثا، كي جي أوبول؛ أدكوك، بول؛ فوستر، سيمون (نوفمبر 2015). "حل قديم لمشكلة جديدة؟ توليد الهيدروجين من خلال تفاعل الفيروسليكون مع محاليل هيدروكسيد الصوديوم المائية" . علوم وهندسة الطاقة . 3 (6): 535-540 . Bibcode : 2015EneSE...3..535B . doi : 10.1002/ese3.94 . S2CID 54929253 . 
  5. ↑ التجارة، الجمعية الملكية لتشجيع الفنون والصناعات (1859). مجلة . الجمعية الملكية لتشجيع الفنون والصناعات.{{cite book}}: صيانة CS1: أسماء متعددة: قائمة المؤلفين ( رابط )
  6. ↑ فورنيس، ريكس (30 سبتمبر 1922). "سيليكات الصوديوم كمادة لاصقة" . مجلة جمعية الصناعات الكيميائية . 41 (18): 381R– 384R. doi : 10.1002/jctb.5000411801 .
  7. وانغ ، هـ . ي.؛ فوت، ر. س.؛ جاكوبسون، س. س.؛ شنايبل، ج. هـ.؛ رامزي، ج. م. (15 ديسمبر 1997). "الربط بدرجة حرارة منخفضة لتصنيع أجهزة التحليل الكيميائي على المستوى الميكروي" . أجهزة الاستشعار والمحركات ب: الكيميائية . 45 (3): 199-207 . رمز Bibcode : 1997SeAcB..45..199W . doi : 10.1016/S0925-4005(97)00294-3 . ISSN 0925-4005 . 
  8. 1 2 بويرز، ر؛ كوزما، أ (1997-09-01). "ربط الرقائق بمحلول سيليكات الصوديوم" . مجلة الميكانيكا الدقيقة والهندسة الدقيقة . 7 (3): 114-117 . Bibcode : 1997JMiMi...7..114P . doi : 10.1088/0960-1317/7/3/008 . ISSN 0960-1317 . S2CID 250822654 .  
  9. 1 2 3 بيرتولد، أ.؛ نيكولا، ل.؛ سارو، ب.م .؛ فيليكوب، م.ج. (15 مايو 2000). "الربط الأنودي بين الزجاج باستخدام أغشية رقيقة بتقنية الدوائر المتكاملة القياسية كطبقات وسيطة" . أجهزة الاستشعار والمحركات أ: فيزيائية . 82 ( 1-3 ): 224-228 . رمز Bibcode : 2000SeAcA..82..224B . doi : 10.1016/S0924-4247(99)00376-3 . ISSN 0924-4247 . 
  10. 1 2 لي، دونغتشينغ، محرر. (2008). موسوعة الموائع الدقيقة والنانوية . بوسطن، ماساتشوستس: سبرينغر الولايات المتحدة. doi : 10.1007/978-0-387-48998-8 . ISBN 978-0-387-32468-5.
  11. ↑ "إصلاح الخزف والفخار والمنحوتات وتقنية كينتسوجي | إصلاح وترميم الخزف الصيني" .
  12. ↑ بورش، باولا (22 مارس 2010). "سيليكات الصوديوم كمثبت للصباغة" . تم الاطلاع عليه في 22 مارس 2010 .
  13. 1 2 هيلكر، كيفن. " التطبيق القاتل للسيارات القديمة ينفخ حياة جديدة في "الزجاج السائل" " صحيفة وول ستريت جورنال ، 4 أغسطس 2009.
  14. ↑ إجراءات تعطيل المحرك لبرنامج CARS، مؤرشفة بتاريخ 19-10-2010 في Wayback Machine ، cars.gov
  15. ↑ "الصفحة الرئيسية" (ملف PDF) . مؤرشف من النسخة الأصلية (ملف PDF) بتاريخ 10 أغسطس 2018. تم الاطلاع عليه بتاريخ 9 أغسطس 2018 .
  16. ↑ جيه إل آر طومسون وآخرون، توصيف مواد منع التسرب السيليكاتية على الخرسانة، مجلة أبحاث الأسمنت والخرسانة، المجلد 27، العدد 10، 1997
  17. ↑ "الحديقة السحرية" . مجلة ميكانيكس المصورة : 88. أبريل 1946. مؤرشفة من الأصل بتاريخ 10 فبراير 2012. تم الاطلاع عليها بتاريخ 30 أبريل 2007 .
  18. ↑ بيان صحفي (TEPCO:2011.4.6)
  19. ↑ القائد ويليام ر. أندرسون مع كلاي بلير الابن، نوتيلوس 90 شمال (كليفلاند ونيويورك: شركة النشر العالمية، 1959)، الصفحات 133-137؛ القائد ويليام ر. أندرسون مع كلاي بلير الابن، نوتيلوس 90 شمال (نيويورك: المكتبة الأمريكية الجديدة، 1959)، الصفحات 89-90
  20. ↑ توم كيلي (أغسطس 1995). "صنع واستخدام خراطيش المسدسات الورقية القابلة للاشتعال" . مؤرشف من الأصل بتاريخ 27 مارس 2008. تم الاطلاع عليه بتاريخ 17 ديسمبر 2010 .
  21. ↑ كيرست، دبليو جيه (1983). خراطيش ورقية ذاتية الاستهلاك لمسدس الإشعال بالكبسولة . مينيابوليس، مينيسوتا: شركة نورث ويست ديفيلوبمنت.
  22. ↑ كيفية تخزين البيض الطازج . motherearthnews.com
  23. ↑ إس إم تريتون (1956) صناعة النبيذ للهواة .
  24. ↑ بيشتولد، إم إف (1955). "بلمرة وخواص حمض السيليسيك المائي المخفف الناتج عن تبادل الكاتيونات". مجلة الكيمياء الفيزيائية . 59 (6): 532-541 . doi : 10.1021/j150528a013 .
  25. ^ ديلا بورتا، جيامباتيستا (1569). Magia Naturalis sive de miraculis rerum Naturalium, libri iii [ السحر الطبيعي أو عن معجزات الطبيعة، في أربعة كتب ] (باللاتينية). ليون ( لوجدونوم )، فرنسا: غيوم رويلي (جوليلموم روفيليوم). ص 290 – 291. انظر الصفحات 290-291 ، " Crystallus, ut fusilis fiat " (الكوارتز، هكذا يُصنع منصهرًا)]
  26. ^ كوهن، سي. (1862). "Die Erfindung des Wasserglas im Jahre 1520" [ اختراع الزجاج المائي في عام 1520 ] . Zeitschrift des Österreichischen Ingenieur-Vereines [ مجلة جمعية المهندسين النمساوية ] (باللغة الألمانية). 14 : 229 - 230.
  27. ^ فان هيلمونت، يوهانس (1644). Opuscula medica inaudita (باللاتينية). كولونيا، ألمانيا: جوست كالكهوفن (جودوكوم كالكوفن). ص. 53. في الجزء الأول: عن الليثياسي ، الصفحة 53 ، يذكر فان هيلمونت أن القلويات تذيب السيليكات: " Porro lapides، Gemmae، Arena، marmora، silices، & c. مساعد للقلويات، مزجج: بدون إضافة كمية من القلويات، المحلول في محلول رطب: محلول متجانس، تفاوض سهل للحمض. روح، فاصل عن القلويات، يفكر في طحن مسحوق اللابيدوم ." (علاوة على ذلك، الحجر والأحجار الكريمة والرمل والرخام والسيليكا وما إلى ذلك، تصبح زجاجية بإضافة القلويات: ولكن إذا تم تحميصها بمزيد من القلويات، فإنها تذوب في الرطوبة: ويتم فصل الوزن السابق لمسحوق الحجر عن القلويات ويتم إطلاقه بمجرد إضافة الحمض.)
  28. ^ جلوبر ، يوهان رودولف (1647). Furni Novi Philosophici [ الفرن الفلسفي الجديد ] (بالألمانية). المجلد. 2. أمستردام، هولندا: يوهان فابل. ص 136 – 137.  انظر: "Wie durch Hülff eines reenen Sandes oder Kißlings auß Sale Tartari ein kräfftiger Spiritus kan erlanget werden." (كيف يمكن الحصول على محلول قوي من كريمة الترتار بمساعدة الرمل النقي أو السيليكا).
  29. ↑ (غلاوبر، 1647)، ص 138
  30. ↑ حالا. (1863). "Die Erfindung des Wasserglases im Jahre 1520" [ اختراع الزجاج المائي في عام 1520 ] . Kunst- und Gewerbe-Blatt (في المانيا). 49 : 228 - 230.
  31. ^ نيبوموك فون فوكس، يوهان (1825). "Ueber ein neues Produkt aus Kieselerde und Kali" [ حول منتج جديد من السيليكا والبوتاس ] . Archiv für die gesammte Naturlehre (باللغة الألمانية). 5 (4): 385- 412.من الصفحة 386: "Ich erhielt es zuerst, vor ungefähr 7 Jahren" (حصلت عليه لأول مرة منذ حوالي 7 سنوات).
  32. ^ وولف ، ليوبولد (1846). Das Wasserglas: Seine Darstellung, Eigenschaften und seine mannichfache Anwendung in den technischen Gewerben [ الزجاج المائي: تحضيره وخصائصه واستخداماته المتعددة في التجارة التقنية ] (باللغة الألمانية). كيدلينبرج ولايبزيغ، ألمانيا: جوتفريد باس.
  33. ↑ إميل كوب (1857): "Sur la préparation et les propriétés du verre solubé ou des silicates depotasse et de soude; Analysis de tous les travaux publiés jusqu'a ce jour sur ce sujet" (حول تحضير وخصائص الزجاج القابل للذوبان أو سيليكات البوتاس والصودا؛ تحليل جميع الأعمال المنشورة حتى اليوم حول هذا الموضوع). Le Moniteur scientifique ، المجلد الأول، 337-349 ، الصفحات 366-391 .
  34. ^ كراتزر ، هيرمان (1887). Wasserglas und Infusorienerde, deren Natur und Bedeutung für Industrie, Technik und die Gewerbe [ الزجاج المائي والأتربة القابلة للذوبان، طبيعتها وأهميتها للصناعة والتكنولوجيا والتجارة ] (باللغة الألمانية). فيينا، النمسا: هارتلبن.
  35. ↑ فون فاغنر، رودولف (1892؛ ترجمة الطبعة الثالثة عشرة بقلم ويليام كروكس) دليل التكنولوجيا الكيميائية
  36. ↑ فون فاغنر، دليل التكنولوجيا الكيميائية (ترجمة 1892)
  37. ^ هيرمان ماير (1925): داس فاسرغلاس؛ هذه هي المعدات الأصلية والتصنيع والاستخدام على نطاق واسع من قبل شركة Erfahrungen وMitteilungen der Firma Henkel & Cie . (الزجاج المائي: خواصه وإنتاجه وتطبيقه على أساس خبرات واتصالات شركة هنكل وشركاه) نشر بواسطة Vieweg، براونشفايغ، ألمانيا.
  38. ↑ موريس شريرو (1922): زجاج الماء: ببليوغرافيا . نشرته مكتبة كارنيجي، بيتسبرغ، بنسلفانيا.

للمزيد من القراءة

  • قاموس أشفورد للمواد الكيميائية الصناعية، الطبعة الثالثة، 2011، الصفحة 8369.