O silicato de sódio, comumente conhecido como “waterglass”, é proeminente devido à ampla aplicação comercial e industrial. É frequentemente composto por um esqueleto de polímero de silício-oxigênio que aloja a água em poros de matriz molecular. Os produtos de silicato de sódio são fabricados como sólidos ou líquidos espessos, dependendo do uso pretendido. Por exemplo, o waterglass funciona como um vedante em componentes metálicos. Por fim, embora a produção de silicato de sódio seja uma indústria madura, há pesquisas em andamento para novas aplicações, dadas as suas propriedades condutoras de calor.
Composição molecular
O silicato de sódio é um polímero de oxigênio silício contendo sódio iônico ( Na +) componentes. Tal arranjo molecular é diferente de materiais iônicos típicos, como o sal, que é baseado em unidades de fórmula unidas por atração elétrica. Em contraste, o silicato de sódio é semelhante aos plásticos à base de carbono, uma vez que as ligações silício-oxigênio-silício entre cada monômero são covalentes. A natureza polimérica da matriz de silicato de sódio, bem como o caráter polar dos átomos de oxigênio e sódio, permite a ligação de moléculas de água dentro da matriz polimérica. Portanto, produtos de silicato de sódio geralmente existem em alótropos hidratados. (Wells, "Structural Inorganic Chemistry").
Synthesis
Um esquema de síntese para a substância envolve uma combinação de carbonato de sódio (Na2CO3) e dióxido de silício (SiO2) sob condições suficientes para derreter ambos reagentes. O silicato de sódio é produzido por este método com eficiência suficiente para ser de uso comercial. (Greenwood, "Química dos Elementos")
Propriedades físicas
As propriedades físicas das substâncias à base de silicato de sódio as tornam muito atrativas para uso comercial /industrial. Líquidos e sólidos à base de silicato de sódio e produzidos pela PQ Corporation têm uma densidade de 1,6 g /cm3. para cerca de 1,4 g /cm cúbico. Observe também que as tabelas de dados contêm informações sobre o estado observado de cada produto sob condições moderadas. Os produtos de silicato de sódio existem como sólido branco e uma variedade de líquidos com propriedades visivelmente diferentes. As diferenças nas condições de reação e nos métodos de fabricação levam a produtos de vidro de água clara, opaca e “xaroposa”. (PQ, "Silicatos de sódio. Produtos e especificações")
Usar
O uso varia dependendo do método de fabricação, do grau de produto e do agente de ajuste. Por exemplo, a Schundler Company lista vários usos para produtos de silicato de sódio em "Application of Perlite /Silicate Composites". Devido à estrutura molecular do silicato de sódio incorporando hidratos, o vidro de água funciona como um selante ativado por aquecimento suficiente. Se uma fissura na maquinaria metálica precisar ser vedada, o silicato de sódio derramado “vidro líquido” se infiltra em cada fenda da fratura. Ao aquecer a cerca de 200 graus Fahrenheit, as moléculas de água na matriz de silicato de sódio evaporam, deixando um selante duro e quebradiço. (Schundler, "Compósitos de silicato para isolamento de alta temperatura")
Pesquisa
Produtos de silicato de sódio estão sendo pesquisados para uso em dissipação de calor. Como afirma a publicação citada, os dispositivos eletrônicos são limitados, entre outras coisas, pelo calor gerado pela corrente elétrica. A menos que um condutor eletrônico seja perfeito (um supercondutor), o calor é gerado. Embora muito pequeno individualmente, o efeito cumulativo de circuitos eletrônicos densos é suficiente para ameaçar a integridade física dos componentes. A fim de dissipar o calor de forma mais eficiente para o ambiente, o silicato de sódio está sendo estudado. Várias interfaces térmicas, espessura do dissipador e pressão dissipadora estão sendo pesquisadas para facilitar a miniaturização eletrônica. (SUNY, “Interface térmica de silicato de sódio”)
