Sifat silikat kalsium, struktur, mendapatkan, menggunakan

Dia kalsium silikat Ia adalah nama yang diberikan kepada sekumpulan sebatian kimia yang terbentuk dari kalsium oksida (CAO) dan silika (SIO₂). Formula umum sebatian ini ialah xcao • ysio₂• ZH₂Sama ada.

Mereka adalah pepejal putih atau putih kekuningan. Mereka boleh menjadi anhydrous, iaitu, tanpa air (h₂O) dalam strukturnya, atau mereka boleh mengandunginya. Mereka adalah sebahagian daripada beberapa jenis mineral.

Kalsium Silicate Mineral. Dave Dyet http: // www.Shutterstone.com http: // www.Dyet.com / domain awam. Sumber: Wikimedia Commons.

Silicates kalsium tidak larut dalam air tetapi ketika bergabung dengan bentuk gel terhidrat ini (bahan -bahan seperti jeli) yang kemudian ketika pengatur adalah sangat keras, tahan dan hampir tahan.

Ini telah menyebabkan penggunaannya dalam industri pembinaan, kerana ia digunakan dalam simen, batu bata dan panel penebat kelembapan. Mereka juga merupakan sebahagian daripada bahan untuk menyembuhkan perforasi di gigi dan bahkan telah dikaji untuk menggunakannya dalam regenerasi tulang, iaitu, sebagai biomaterial.

Mereka telah mencadangkan untuk mengurangkan pencemaran yang dihasilkan oleh beberapa industri metalurgi. Mereka juga digunakan sebagai penjana geseran dalam brek dan cengkaman kenderaan.

[TOC]

Struktur

Silikat kalsium boleh mengandungi jumlah kalsium oksida (CaO) dan silika yang berubah -ubah (SIO₂). Formula umumnya ialah:

Xcao • ysio₂• ZH₂Sama ada

di mana x, y, y z adalah nombor yang boleh mempunyai pelbagai nilai.

Jumlah CAO mestilah antara 3% dan 35% (berat pada asas kering) dan kandungan SIO₂ Mesti 50-95% (dalam berat asas kering). Mereka boleh menjadi anhydrous (tanpa air dalam struktur mereka, iaitu, z = 0 dalam formula) atau boleh terhidrasi (dengan air adalah penyesuaian mereka).

Nomenclature

• Kalsium silikat
• Garam kalsium asid silika
• Kalsium dan silikon oksida

Sifat

Keadaan fizikal

Pepejal tulang putih atau putih yang sangat halus.

Berat molekul

Cao -Sio Calcium Goalicate₂ atau casio₃ = 116.16 g/mol

Takat lebur

Casio Calcium Matlamat₃ = 1540 ° C

Ketumpatan

Casio Calcium Matlamat₃ = 2.92 g/cc

Kelarutan

Tidak larut dalam air dan etanol.

Ph

Lumpur yang disediakan dengan silikat kalsium 5% boleh mempunyai pH 8.4-12.5.

Sifat lain

Kalsium silikat boleh terhidrasi (dengan air dalam molekul) atau anhydrous (tanpa air dalam molekul) dengan beberapa perkadaran kalsium dalam bentuk cao oksida dan silika dalam bentuk silika sio dioksida₂.

Ia mempunyai kapasiti penyerapan air yang tinggi. Kalsium Matlamat (CAO • SIO₂ atau casio₃) menonjol untuk kecemerlangan dan keputihannya, kelembapan rendah, kandungan yang tidak menentu dan penyerapan minyak yang baik.

Boleh melayani anda: Ciri -ciri penyelesaian koligatifCasio Calcium Matlamat₃. Domain Ondřej Mangl / Pub. Sumber: Wikimedia Commons.

Antara hidrat silikat kalsium dibezakan oleh yang dibentuk dengan menambahkan air ke CA₂SIO₅ dan ca₃SIO₅. Produk penghidratan dari kedua -dua sebatian ini adalah yang paling banyak dalam jenis simen tertentu.

Memperoleh

Kalsium silikat diperolehi dalam beberapa cara dengan bertindak balas bahan siliceous (seperti diatomator) dan sebatian kalsium (seperti kalsium hidroksida (CA (OH)₂).

Kalsium silikat boleh disediakan, contohnya, mengcabut kalsium oksida (CaO) dengan silika (SIO₂) pada suhu tinggi.

Apabila tindak balas dibuat kepada sebab molar 1: 1 (ini bermakna terdapat bilangan molekul CaO yang sama daripada SIO₂) Ia menghasilkan matlamat kalsium₃ o cao • sio₂:

Cao + Sio₂ + Haba → Casio₃

Aplikasi

Dalam mendapatkan batu bata

Dengan kalsium silikat, unit atau batu bata dihasilkan untuk pembinaan. Mereka diperoleh dengan silikon halus dan bahan kapur hidup atau kalkulasi terhidrat. Anda boleh menambah pigmen inert untuk memberikan warna yang berbeza kepada bata.

Unit dibentuk di bawah tekanan dan menyembuhkan dalam autoklaf (ketuhar stim) pada 170 ° C selama 4-6 jam. Semasa menyembuhkan sesuatu kapur bertindak balas dengan bahan siliceous untuk membentuk hidrat silikat kalsium, yang menyimpan bata bersama.

Kalsium silikat bata. Holger.Ellgaard/cc by-sa (https: // creativeCommons.Org/lesen/by-sa/3.0). Sumber: Wikimedia Commons.

Walau bagaimanapun, batu bata silikat kalsium cenderung berkembang dan mengecut lebih daripada batu bata tanah liat, yang kadang -kadang boleh menyebabkan keretakan batu.

Ini telah menarik perhatian dan dianggap berpotensi berbahaya.

Di simen portland

Silicates kalsium adalah sebahagian daripada simen Portland, yang merupakan bahan yang digunakan secara meluas dalam industri pembinaan.

Simen portland adalah simen hidraulik yang dihasilkan dengan menyembur bahan terutamanya untuk silikat kalsium terhidrat dan kes kalsium sulfat₄ (dan juga).

Permukaan simen. Simen mengandungi silikat kalsium dalam komposisinya. Pengarang: Pexels. Sumber: Pixabay.

Ia mengeras dengan cepat kerana tindak balas penghidratan yang dihasilkan oleh gel silicates kalsium terhidrat. Ini menghasilkan bahan yang kuat, padat dan sedikit telap (yang tidak membiarkan air berlalu).

Silicates yang mengandungi adalah silikat trichalcal ca₃SIO₅ atau 3cao.SIO₂ dan ca silicato dialcic₂SIO₄ atau 2cao.SIO₂.

Untuk melancarkan sampah radioaktif

Silicates kalsium dalam simen boleh berubah mengikut peratusan mereka mengikut berat badan. Komposisi simen Portland boleh berubah mengikut jenis struktur pembinaan yang dimaksudkan.

Boleh melayani anda: hidrokarbon tak tepu

Beberapa jenis simen ini digunakan untuk imobilisasi sampah radioaktif sehingga tidak menyebabkan kerosakan kepada orang atau alam sekitar.

Sebagai penebat bangunan

Kalsium silikat berfungsi untuk mendapatkan papan busa mineral atau papan mineral penebat.

Lembaran Silicates Kalsium. Achim hern/cc oleh (https: // creativeCommons.Org/lesen/oleh/3.0). Sumber: Wikimedia Commons.

Ini berfungsi untuk mengasingkan dinding kelembapan. Mereka mencampur Cao dan Sio₂ Dengan air dan selulosa 3-6% ditambah, yang meningkatkan fleksibiliti dan kestabilan tepi.

Lumpur yang dihasilkan dicurahkan ke dalam acuan dan kemudian dipanaskan dengan stim pada tekanan tinggi dan suhu dalam ketuhar khas dengan stim yang dipanggil autoklaf.

Hasilnya adalah buih yang tegar, liang yang sangat halus yang dipotong ke dalam lembaran atau papan dan dirawat dengan bahan tambahan khas supaya air dapat menangkis.

Kalsium Silicate Foam digunakan dalam sektor pembinaan, terutamanya untuk mengasingkan dinding dan meningkatkan perlindungan kelembapan, yang berguna terutama dalam pembaharuan bangunan lama.

Untuk mengurangkan pencemaran dalam industri metalurgi

Silicato DICálcico CA₂SIO₄ atau 2cao.SIO₂ yang terdapat dalam slag atau pembaziran pengeluaran keluli telah digunakan untuk mendakan logam terlarut dalam asid efluen dari proses metalurgi yang lain.

Mendakan bermakna logam terlarut menjadi sebahagian daripada sebatian pepejal yang pergi ke bahagian bawah bekas dan boleh dikumpulkan.

Sesetengah industri sisa mempunyai silikat kalsium yang berguna untuk mendakan penyelesaian asid. Pengarang: Skeze. Sumber: Pixabay.

Ca₂SIO₄ Hadir dalam sanga keluli bertindak balas dengan air dan menghasilkan CA (OH)₂ yang mempunyai keupayaan untuk meneutralkan keasidan penyelesaian asid logam proses lain:

2 ca₂SIO₄ + 4 jam₂O → 3cao.2se₂.3h₂O + CA (oh)₂

Selain meneutralkan, sebatian kalsium silikat dapat menyerap beberapa ion logam m²⁺ Dengan pertukaran dengan ion calcio ca²⁺. Berikut adalah skim:

≡Si-o-ca + m²⁺ → ≡si-o-m + ca²⁺

Sebatian pepejal yang mengandungi logam kemudian boleh digunakan untuk tujuan lain dan tidak dibuang. Ini adalah contoh ekologi perindustrian.

Dalam biomaterial

Kalsium Silicates Seramik mula mencuba biomaterial sejak tahun 1990. Mereka telah dikaji untuk kegunaan potensi dalam regenerasi tisu tulang kerana mereka mempunyai bioaktiviti yang unggul untuk bahan lain.

Ini disebabkan oleh fakta bahawa mereka mempunyai silikon (SI), yang memainkan peranan penting dalam mekanisme yang membawa kepada pembentukan tulang baru.

Boleh melayani anda: asid sulfurik (H2SO4)

Simen berdasarkan silikat kalsium mempunyai keupayaan untuk mendorong salutan kalsium/apatite fosfat apabila mereka tenggelam dalam cecair biologi dan menggalakkan regenerasi tisu.

Silicates kalsium boleh berfungsi sebagai asas untuk biomaterial yang membolehkan membaiki tulang. https: // www.Scientifanimations.com // cc by-sa (https: // creativeCommons.Org/lesen/by-sa/4.0). Sumber: Wikimedia Commons.

Atas sebab -sebab ini ia dianggap sebagai bahan yang sesuai untuk pembaikan tulang.

Dalam Biodentine

Kalsium silikat adalah sebahagian daripada biodentin. Ini adalah bahan yang digunakan untuk membaiki penindasan gigi, reabsorptions tulang dan mengisi akhir akar gigi.

Biodentine adalah simen bioaktif dengan sedikit keliangan yang mempunyai daya mekanikal atau kekerasan lebih besar daripada bahan lain dan menyerupai dentin.

Silicates kalsium adalah sebahagian daripada bahan yang berfungsi untuk menampung perforasi di gigi. Domain Jak / Pub. Sumber: Wikimedia Commons.

Ia dibentuk oleh silikat triccal (ca₃SIO₅), Silicate Dicalcic (CA₂SIO₅), kalsium karbonat (Caco₃) dan zirchon oksida. Apabila mencampurkan dengan air, silikat kalsium membentuk gel terhidrat melekit yang selepas masa menguatkan menghasilkan struktur yang sukar.

Ia memberi kesan positif pada sel pulpa pergigian dan mempercepatkan pembentukan jambatan di dentin, di mana ia menyoroti kekuatan ikatannya, rintangan mikroduriti dan mampatannya.

Tiub dengan kalsium silikat untuk menyembuhkan gigi. Shaimaa Abdelatif/CC By-SA (https: // creativeCommons.Org/lesen/by-sa/4.0). Sumber: Wikimedia Commons.

Aplikasi lain

Silicates kalsium juga digunakan sebagai agen antiapelmacing dan pembantu penapisan.

Casio Calcium Matlamat₃ Ia digunakan dalam seramik, dalam peranti di mana beberapa geseran diperlukan, seperti brek dan cengkaman kenderaan, dan mendapatkan logam.

Untuk kecemerlangan yang tinggi dan putih casio₃ Ia digunakan dalam mengisi cat dan plastik.

Rujukan

1. Ropp, r.C. (2013). Kumpulan 14 (C, SI, GE, SN, dan PB) sebatian bumi alkali. Silicates kalsium. Dalam ensiklopedia sebatian bumi alkali. Pulih dari Scientedirect.com.
2. FAO (2015). Kalsium silikat. Spesifikasi yang disediakan pada 80^th JECFA (2015) dan diterbitkan dalam Monograf FAO JECFA 17. Pulih dari FAO.org.
3. Harrisson, a.M. (2019). Perlembagaan dan spesifikasi simen portland. Kalsium silikat hidrat. Dalam Kimia Simen dan Konkrit Lea (Edisi Kelima). Pulih dari Scientedirect.com.
4. Gellert, r. (2010). Bahan mineral bukan organik untuk penebat di bangunan. Buih kalsium silikat dan busa mineral. Dalam bahan untuk kecekapan tenaga dan keselesaan terma dalam bildings. Pulih dari Scientedirect.com.
5. Goudouri, O-M. et al. (2016). Menafikan tingkah laku degradasi perancah biokeremik. Perancah Apatite/Wollastonite. Dalam pencirian dan reka bentuk perancah tisu. Pulih dari Scientedirect.com.
6. Rani, ms. et al. (2019). Nanocomposites capping pulpa pergigian. Biodentin. Dalam aplikasi bahan nanokomposit dalam pergigian. Pulih dari Scientedirect.com.
7. Ingham, j.P. (2013). Produk konkrit. Unit silikat kalsium. Dalam geomaterials di bawah mikroskop. Pulih dari Scientedirect.com.
8. Eyovan, m.Yo. Dan Lee, w.Dan. (2005). Imobilisasi sisa radioaktif dalam simen. Simen hidraulik. Dalam Pengenalan kepada Immobilisasi Sisa Nuklear. Pulih dari Scientedirect.com.
9. Ramachandra Rao, s. (2006). Pemulihan sumber dan kitar semula dari sisa metalurgi. Kalsium silikat sebagai precipitant untuk logam terlarut. Dalam Siri Pengurusan Sisa. Pulih dari Scientedirect.com.
10. Prati, c. dan Gandolfi, m.G. (2015). Kalsium Silicate Bioaktif Semen: Perspektif Biologi dan Aplikasi Klinikal. Dent Mater, 2015 AP; 31 (4): 351-70. NCBI pulih.NLM.NIH.Gov.