Lastnosti kalcijevega silikata, struktura, pridobivanje, uporabe

On kalcijev silikat To je ime, dodeljeno skupini kemijskih spojin, ki nastanejo iz kalcijevega oksida (CAO) in silicijevega dioksida₂). Splošna formula teh spojin je xcao • ysio₂• zh₂Tudi.

So rumenkasto bele ali bele trdne snovi. Lahko so brezvodni, torej brez vode (h₂O) v svoji strukturi ali pa jo lahko vsebujejo. So del več vrst mineralov v naravi.

Mineral kalcijevega silikata. Dave Dyet http: // www.Shutterstone.com http: // www.Barvilo.com / javna domena. Vir: Wikimedia Commons.

Kalcijevi silikati so netopni v vodi, vendar ko se s to obliko združijo hidrirani geli (materiali, kot je žele).

To je povzročilo njegovo uporabo v gradbeništvu, saj se uporabljajo v cementih, opekah in v izolacijskih ploščah, ki izolirajo vlago. So tudi del materialov za zdravljenje perforacij v zobeh in so jih celo preučevali, da bi jih uporabljali pri regeneraciji kosti, torej kot biomaterial.

Predlagali so zmanjšanje onesnaženja, ki ga ustvarjajo nekatere metalurške industrije. Uporabljajo se tudi kot generatorji trenja v zavorah in sklopkih vozil.

[TOC]

Struktura

Kalcijev silikat lahko vsebuje spremenljivo količino kalcijevega oksida (CAO) in silicijevega dioksida (SIO₂). Njegova splošna formula je:

Xcao • ysio₂• zh₂Tudi

kjer so x, y, y z številke, ki imajo lahko različne vrednosti.

Količina CAO mora biti med 3% in 35% (po teži na suhi podlagi) in vsebnosti SIO₂ Mora biti 50-95% (v suhi osnovni teži). So lahko brezvodni (brez vode v njihovi strukturi, to je z = 0 v formuli) ali pa jih je mogoče hidrirati (z vodo je njihova konformacija).

Nomenklatura

• Kalcijev silikat
• Kalcijeva sol silične kisline
• Kalcijev in silicijev oksid

Lastnosti

Fizično stanje

Zelo fino belo ali belo kostno trdno.

Molekularna teža

Cao -sio kalcijevi cilji₂ ali Casio₃ = 116,16 g/mol

Tališče

Casio kalcijev cilji₃ = 1540 ° C

Gostota

Casio kalcijev cilji₃ = 2,92 g/cc

Topnost

Netopna v vodi in etanolu.

ph

Blato, pripravljeno s 5% kalcijevega silikata, ima lahko pH 8,4-12,5.

Druge lastnosti

Kalcijev silikat lahko hidriramo (z vodo v molekuli) ali brezvodni (brez vode v molekuli) z več deleži kalcija v obliki kao oksida in silicijevega dioksida v obliki silicijevega dioksida₂.

Ima visoko sposobnost absorpcije vode. Kalcijevi goli (cao • sio₂ ali Casio₃) izstopa po svoji sijaju in belini, nizki vlagi, nizki hlapni vsebnosti in dobri absorpciji olja.

Vam lahko služi: koligativne lastnosti rešitevCasio kalcijev cilji₃. Ondřej mangl / pub domena. Vir: Wikimedia Commons.

Med kalcijevim silikatnim hidratom ločijo tiste, ki nastanejo z dodajanjem vode v CA₂Sio₅ in do ca₃Sio₅. Hidracijski produkti teh dveh spojin so najpogostejši pri nekaterih vrstah cementa.

Pridobivanje

Kalcijev silikat dobimo na več načinov z reakcijo silicijevega materiala (na primer diatamatorjev) in kalcijevih spojin (kot je kalcijev hidroksid (CA (OH)₂).

Kalcijev silikat lahko na primer pripravimo kalciniranje kalcijevega oksida (CAO) s silicijevim dioksidom (SIO₂) pri visokih temperaturah.

Ko je reakcija narejena na molski razlog 1: 1 (to pomeni, da obstaja enako število molekul CAO kot SIO₂) Ima za posledico cilje kalcija₃ o cao • sio₂:

CAO + SIO₂ + Toplota → casio₃

Prijave

Pri pridobivanju opek

S kalcijevim silikatom se izdelujejo enote ali opeke za gradnjo. Dobimo jih s finim siliceom in živim apnom ali hidriranim cal. Lahko dodate inertne pigmente, da opeki dajo drugačno barvo.

Enote se oblikujejo pod pritiskom in ozdravimo v avtoklavu (parna pečica) pri 170 ° C 4-6 ur. Med zdravilom nekaj apna reagira s silicijevim materialom, da tvori kalcijev silikatni hidrat, ki ohranja opeko skupaj.

Kalcijeve silikatne opeke. Holger.Ellgaard/cc by-sa (https: // creativeCommons.Org/licence/by-sa/3.0. Vir: Wikimedia Commons.

Vendar se kalcijeve silikatne opeke ponavadi širijo in krčijo več kot glinene opeke, kar včasih lahko povzroči pokanje zidanja.

To je pritegnilo pozornost in veljalo za potencialno nevarno.

V Portland Cement

Kalcijevi silikati so del Portland cementa, ki je material, ki se pogosto uporablja v gradbeništvu.

Portland Cement je hidravlični cement, ki ga proizvajajo brizgalni materiali, predvsem za hidrirane kalcijeve silikate in primer kalcijevega sulfata₄ (in tako).

Cementna površina. Cement vsebuje kalcijeve silikate v svoji sestavi. Avtor: Pexels. Vir: Pixabay.

Hitro se strdi zaradi hidracijske reakcije, ki jo ustvari hidrirani kalcijev silikati gel. To ima za posledico močan, gost in malo prepustni material (ki ne pusti, da voda prehaja).

Silikati, ki jih vsebuje, so ca trichalcal silikat₃Sio₅ ali 3cao.Sio₂ in dikalno silikato ca₂Sio₄ ali 2cao.Sio₂.

Za imobilizacijo radioaktivnih smeti

Kalcijevi silikati v cementu se lahko v njihovem odstotku razlikujejo glede na težo. Sestava portlandskega cementa se lahko spremeni glede na vrsto gradbene konstrukcije, na katero je namenjena.

Vam lahko služi: nenasičeni ogljikovodiki

Nekatere vrste tega cementa se uporabljajo za radioaktivno imobilizacijo smeti, tako da ne povzroča škode ljudem ali okolju.

Kot izolator za stavbe

Kalcijev silikat služi za pridobivanje mineralnih penastih ali izolacijskih mineralnih desk.

Kalcijevi silikati listi. Achim hern/cc by (https: // creativeCommons.Org/licence/by/3.0. Vir: Wikimedia Commons.

Ti služijo za izolacijo vlažnih sten. Mešajo cao in sio₂ Dodamo vodo in 3-6% celuloze, kar izboljša prožnost in stabilnost robov.

Nastalo blato se vliva v kalupe in se nato segreje s paro pri visokem tlaku in temperaturi v posebni pečici s paro, imenovano Autoclave.

Rezultat je toga pena, zelo fino pore, ki se razrežejo v liste ali deske in se zdravi s posebnimi dodatki, tako da lahko voda odbija.

Kalcijeva silikatna pena se uporablja v gradbenem sektorju, zlasti za izolacijo sten in izboljšanje zaščite pred vlago, koristno pa je pri obnovi starih stavb.

Zmanjšati onesnaževanje v metalurški industriji

Silikato dicálcico ca₂Sio₄ ali 2cao.Sio₂ ki ga najdemo v žlindrah ali odpadkih proizvodnje jekla je bil uporabljen za oborino raztopljenih kovin v odtočnih kislinah iz drugih metalurških procesov.

Oborina pomeni, da raztopljena kovina postane del trdne spojine, ki gre na dno posode in jo je mogoče zbrati.

Nekatera industrija odpadkov ima koristne kalcijeve silikate za oborino kislinskih raztopin. Avtor: Skeze. Vir: Pixabay.

Ca₂Sio₄ Prisotna v jekleni žlički reagira z vodo in proizvaja CA (OH)₂ ki ima sposobnost nevtralizacije kislosti kislinskih raztopin kovin drugih procesov:

2 ca₂Sio₄ + 4 h₂O → 3cao.2SE₂.3H₂O + CA (OH)₂

Poleg nevtralizacije lahko kalcijeva silikatna spojina adsorbira nekatere kovinske ione m²⁺ Z izmenjavo z ionskim kalcio ca²⁺. Spodaj je shema:

≡SI-O-CA + M²⁺ → ≡SI-O-M + CA²⁺

Trdna spojina, ki vsebuje kovino, se lahko nato uporabi za drug namen in se ne zavrže. To je primer industrijske ekologije.

V biomaterialih

Kalcijevi silikati keramika je začela preizkušati biomateriale od leta 1990. Preučevali so jih za potencialno uporabo v regeneraciji kostnega tkiva, ker imajo vrhunsko bioaktivnost do drugih materialov.

To se pripisuje dejstvu, da imajo silicij (SI), ki ima bistveno vlogo pri mehanizmih, ki vodijo do tvorbe novih kosti.

Vam lahko služi: žveplova kislina (H2SO4)

Cementi, ki temeljijo na kalcijevih silikatih, lahko inducirajo kalcijev/apatit fosfatni premaz, kadar so potopljeni v biološke tekočine in spodbujajo regeneracijo tkiv.

Kalcijevi silikati lahko delujejo kot osnova za biomateriale, ki omogočajo popravilo kosti. https: // www.Znanstvene povezave.com // cc by-sa (https: // creativeCommons.Org/licence/by-sa/4.0. Vir: Wikimedia Commons.

Zaradi teh razlogov se šteje za ustrezen material za popravilo kosti.

V biodentinu

Kalcijev silikat je del biodentina. To je material, ki se uporablja za popravilo prebode zob, kosti in kot zapolnitev konca korenin zob.

Biodentin je bioaktivni cement z malo poroznosti, ki ima mehansko silo ali trdoto, večjo od drugih materialov in spominja na dentin.

Kalcijevi silikati so del materialov, ki služijo za pokrivanje perforacij v zobeh. Jak / pub domena. Vir: Wikimedia Commons.

Tvori ga trikalni silikat (ca₃Sio₅), Dikalni silikat (ca₂Sio₅), kalcijev karbonat (caco₃) in zirchon oksid. Kalcijevi silikati pri mešanju z vodo tvorijo lepljiv hidriran gel, ki po strnem času ustvari trdo strukturo.

Pozitivno vpliva na zobne celuloze in pospešuje tvorbo mostov v dentinu, kjer poudarja moč vezi, njegovo mikrodast in odpornost.

Cev s kalcijevim silikatom za ozdravitev zob. Shaimaa Abdelatif/CC BY-SA (https: // creativeCommons.Org/licence/by-sa/4.0. Vir: Wikimedia Commons.

Druge aplikacije

Kalcijevi silikati se uporabljajo tudi kot antiapelmacing sredstva in filtracijske pomočnike.

Casio kalcijev cilji₃ Uporablja se v keramiki, v napravah, kjer je potrebno nekaj trenja, kot so zavore in sklopke vozil, in pri pridobivanju kovin.

Za svoj visok sijaj in belo Casio₃ Uporablja se pri polnjenju barv in plastike.

Reference

1. Ropp, r.C. (2013). Skupina 14 (C, SI, GE, SN in PB) Alkalne zemeljske spojine. Kalcijevi silikati. V enciklopediji alkalnih zemeljskih spojin. Okrevano od Scientirect.com.
2. FAO (2015). Kalcijev silikat. Specifikacije, pripravljene na 80^th JECFA (2015) in objavljeno v monografijah FAO JECFA 17. Okreval od FAO.org.
3. Harrisson, a.M. (2019). Ustava in specifikacija Portland Cementa. Kalcijev silikat hidrat. V Lea -ovi kemiji cementa in betona (peta izdaja). Okrevano od Scientirect.com.
4. Gellert, r. (2010). Anorganski mineralni materiali za izolacijo v stavbah. Kalcijeva silikatna pena in mineralna pena. V materialih za energetsko učinkovitost in toplotno udobje v bivah. Okrevano od Scientirect.com.
5. Goudouri, o-m. et al. (2016). Cgarakterizacija razgradnje vedenja bioceremičnih odrov. Odri apatita/wollastonita. Pri karakterizaciji in oblikovanju tkivnih odrov. Okrevano od Scientirect.com.
6. Rani, str. et al. (2019). Nanokompoziti za omejevanje zobne celuloze. Biodentin. Pri uporabi nanokompozitnih materialov v zobozdravstvu. Okrevano od Scientirect.com.
7. Ingham, j.Str. (2013). Betonski izdelki. Kalcijeve silikatne enote. V geomaterialih pod mikroskopom. Okrevano od Scientirect.com.
8. Eyovan, m.Yo. In lee, w.In. (2005). Imobilizacija radioaktivnih odpadkov v cementu. Hidravlični cement. V uvodu v imobilizacijo jedrskih odpadkov. Okrevano od Scientirect.com.
9. Ramachandra Rao, s. (2006). Obnovitev virov in recikliranje iz metalurških odpadkov. Kalcijev silikat kot oborino za raztopljene kovine. V seriji za upravljanje odpadkov. Okrevano od Scientirect.com.
10. Prati, c. in Gandolfi, m.G. (2015). Kalcijevi silikatni bioaktivni cementi: biološke perspektive in klinične aplikacije. Dent Mater, 2015 AP; 31 (4): 351–70. NCBI si je opomogel.NLM.ameriški nacionalni inštitut za zdravje.Gov.