Propriedades de silicato de cálcio, estrutura, obtenção, usa

Ele silicato de cálcio É o nome atribuído a um grupo de compostos químicos formados a partir de óxido de cálcio (CAO) e sílica (SIO₂). A fórmula geral desses compostos é xcao • ysio₂• Zh₂QUALQUER.

Eles são sólidos brancos ou brancos amarelados. Eles podem ser anidros, isto é, sem água (h₂O) em sua estrutura, ou eles podem contê -la. Eles fazem parte de vários tipos de minerais na natureza.

Mineral de silicato de cálcio. Dave Dyet http: // www.Shutterstone.com http: // www.Dyet.com / domínio público. Fonte: Wikimedia Commons.

Os silicatos de cálcio são insolúveis na água, mas ao se juntar a essa forma géis hidratados (materiais como geléia) que então, quando a curdagem é muito difícil, resistente e quase impermeável.

Isso causou seu uso na indústria da construção, como são usados ​​em cimento, tijolos e em painéis isolantes de umidade. Eles também fazem parte dos materiais para curar perfurações nos dentes e até foram estudados para usá -los na regeneração óssea, ou seja, como biomaterial.

Eles propuseram reduzir a poluição gerada por algumas indústrias metalúrgicas. Eles também são usados ​​como geradores de fricção em freios e embreagens de veículos.

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Estrutura

O silicato de cálcio pode conter uma quantidade variável de óxido de cálcio (CAO) e sílica (SIO₂). Sua fórmula geral é:

XCAO • YSIO₂• Zh₂QUALQUER

onde x, y, y z são números que podem ter vários valores.

A quantidade de CAO deve estar entre 3% e 35% (em peso na base seca) e o conteúdo SIO₂ Deve ser 50-95% (em peso da base seca). Eles podem ser anidros (sem água em sua estrutura, ou seja, z = 0 na fórmula) ou podem ser hidratados (com a água é sua conformação).

Nomenclatura

• Silicato de cálcio
• Sal de cálcio de ácido sílico
• Cálcio e óxido de silício

Propriedades

Estado físico

Ósseo branco ou branco muito fino sólido.

Peso molecular

CAO -SIO Cálcio -FONTELICICO₂ ou casio₃ = 116,16 g/mol

Ponto de fusão

Casio Cálcio -Fotalicato₃ = 1540 ° C

Densidade

Casio Cálcio -Fotalicato₃ = 2,92 g/cc

Solubilidade

Insolúvel em água e etanol.

ph

Uma lama preparada com 5% de silicato de cálcio pode ter um pH de 8,4-12.5.

Outras propriedades

O silicato de cálcio pode ser hidratado (com água na molécula) ou anidro (sem água na molécula) com várias proporções de cálcio na forma de óxido de CaO e sílica na forma de sílica sio sio sio sio sioxide₂.

Tem uma alta capacidade de absorção de água. Gestilicato de cálcio (CAO • SIO₂ ou casio₃) se destaca por seu brilho e brancura, baixa umidade, baixo teor volátil e boa absorção de petróleo.

Pode atendê -lo: propriedades coligativas de soluçõesCasio Cálcio -Fotalicato₃. Ondřej MANGL / PUB DOMAIN. Fonte: Wikimedia Commons.

Entre os hidratos de silicato de cálcio são distinguidos pelos formados pela adição de água ao CA₂SiO₅ e para ca₃SiO₅. Os produtos de hidratação desses dois compostos são os mais abundantes em certos tipos de cimento.

Obtenção

O silicato de cálcio é obtido de várias maneiras, reagindo material silicioso (como diatomadores) e compostos de cálcio (como hidróxido de cálcio (CA (OH)₂).

O silicato de cálcio pode ser preparado, por exemplo, calcinar o óxido de cálcio (CAO) com sílica (SIO₂) a altas temperaturas.

Quando a reação é feita a uma razão molar 1: 1 (isso significa que há o mesmo número de moléculas de Cao que do SIO₂) Isso resulta em golos de cálcio₃ o Cao • sio₂:

Cao + sio₂ + Aquecimento → Casio₃

Formulários

Na obtenção de tijolos

Com silicato de cálcio, unidades ou tijolos são fabricados para construção. Eles são obtidos com siliceo fino e material de limão vivo ou cal hidratado. Você pode adicionar pigmentos inertes para dar cores diferentes ao tijolo.

As unidades são moldadas sob pressão e cura em autoclave (forno a vapor) a 170 ° C por 4-6 horas. Durante a cura, algo do limão reage com o material silicioso para formar um hidrato de silicato de cálcio, que mantém o tijolo juntos.

Tijolos de silicato de cálcio. Holger.Ellgaard/CC BY-SA (https: // CreativeCommons.Org/licenças/BY-SA/3.0). Fonte: Wikimedia Commons.

No entanto, os tijolos de silicato de cálcio tendem a se expandir e encolher mais do que tijolos de barro, o que às vezes pode causar rachaduras de alvenaria.

Isso chamou a atenção e foi considerado potencialmente perigoso.

No cimento Portland

Os silicatos de cálcio fazem parte do cimento Portland, que é um material amplamente utilizado na indústria da construção.

O cimento Portland é um cimento hidráulico produzido por materiais de pulverização principalmente para silicatos de cálcio hidratados e caixa de sulfato de cálcio₄ (e assim).

Superfície de cimento. O cimento contém silicatos de cálcio em sua composição. Autor: Pexels. Fonte: Pixabay.

Endurece rapidamente devido à reação de hidratação gerada por um gel de cálcio hidratado em gel. Isso resulta em um material forte, denso e pouco permeável (que não deixa a água passar).

Os silicatos que ele contém são o silicato CA Trichalcal₃SiO₅ ou 3cao.SiO₂ e o Diccic Silicato CA₂SiO₄ ou 2cao.SiO₂.

Imobilizar lixo radioativo

Os silicatos de cálcio no cimento podem variar em sua porcentagem por peso. A composição do cimento Portland pode mudar de acordo com o tipo de estrutura de construção à qual se destina.

Pode atendê -lo: hidrocarbonetos insaturados

Alguns tipos desse cimento são usados ​​para imobilização de lixo radioativa, para que não cause danos às pessoas ou ao meio ambiente.

Como um isolador para edifícios

O silicato de cálcio serve para obter placas de espuma mineral ou conselhos minerais isolantes.

Folhas de silicatos de cálcio. Achim Hern/CC por (https: // CreativeCommons.Org/licenças/por/3.0). Fonte: Wikimedia Commons.

Estes servem para isolar paredes de umidade. Eles misturam Cao e Sio₂ Com água e 3-6% de celulose é adicionada, o que melhora a flexibilidade e a estabilidade das bordas.

A lama resultante é derramada em moldes e depois aquecida com vapor a alta pressão e temperatura em um forno especial com vapor chamado autoclave.

O resultado é uma espuma rígida, muito finamente cortada em folhas ou placas e é tratada com aditivos especiais para que a água possa repelir.

A espuma de silicato de cálcio é usada no setor de construção, especialmente para isolar as paredes e melhorar a proteção da umidade, sendo útil especialmente na renovação de edifícios antigos.

Reduzir a poluição na indústria metalúrgica

O dicálcico silicato ca₂SiO₄ ou 2cao.SiO₂ que é encontrado nas escórias ou desperdício de produção de aço, foi usado para precipitar metais dissolvidos em ácidos efluentes de outros processos metalúrgicos.

Precipitado significa que o metal dissolvido se torna parte de um composto sólido que vai para o fundo do contêiner e pode ser coletado.

Alguma indústria de resíduos tem silicatos de cálcio úteis para precipitar soluções de ácido. Autor: espeto. Fonte: Pixabay.

O CA₂SiO₄ Presente na escória de aço reage com água e produz Ca (OH)₂ que tem a capacidade de neutralizar a acidez das soluções ácidas dos metais de outros processos:

2 ca₂SiO₄ + 4 h₂O → 3CAO.2SE₂.3h₂O + CA (OH)₂

Além da neutralização, o composto de silicato de cálcio pode adsorver alguns dos íons metálicos m²⁺ Por troca com o on cálcio ca²⁺. Abaixo está um esquema:

≡Si-O-ca + m²⁺ → ≡Si-O-M + CA²⁺

O composto sólido que contém o metal pode ser usado para outro propósito e não é descartado. Este é um exemplo de ecologia industrial.

Em biomateriais

Silicatos de cálcio A cerâmica começou a tentar biomateriais desde 1990. Eles foram estudados para uso potencial na regeneração do tecido ósseo porque têm bioatividade superior a outros materiais.

Isso é atribuído ao fato de que eles têm silício (SI), que desempenham um papel essencial nos mecanismos que levam à nova formação óssea.

Pode servir você: ácido sulfúrico (H2SO4)

Cimentos baseados em silicatos de cálcio têm a capacidade de induzir o revestimento de fosfato de cálcio/apatita quando estão submersos em fluidos biológicos e promover a regeneração tecidual.

Os silicatos de cálcio podem funcionar como base para biomateriais que permitem a reparação dos ossos. https: // www.Cientifanimações.com // CC BY-SA (https: // CreativeCommons.Org/licenças/BY-SA/4.0). Fonte: Wikimedia Commons.

Por esses motivos, está sendo considerado como material apropriado para o reparo de ossos.

Em biodentino

O silicato de cálcio faz parte do biodentino. Este é um material usado para reparar piercations de dentes, reabsorções ósseas e preencher a extremidade das raízes dos dentes.

O biodentino é um cimento bioativo com pouca porosidade que tem uma força ou dureza mecânica maior que outros materiais e se assemelha à dentina.

Os silicatos de cálcio fazem parte dos materiais que servem para cobrir perfurações nos dentes. Domínio Jak / Pub. Fonte: Wikimedia Commons.

É formado por silicato triccal (CA₃SiO₅), Silicato Dicalcic (CA₂SiO₅), carbonato de cálcio (caco₃) e óxido de Zirchon. Ao misturar com água, os silicatos de cálcio formam um gel hidratado pegajoso que, após um tempo solidificar, criando uma estrutura dura.

Ele exerce um efeito positivo nas células pulpares dentárias e acelera a formação de pontes na dentina, onde destaca a força de seus vínculos, sua resistência à microdurity e compressão.

Tubo com silicato de cálcio para curar os dentes. Shaimaa Abdelatif/CC BY-SA (https: // CreativeCommons.Org/licenças/BY-SA/4.0). Fonte: Wikimedia Commons.

Outros aplicativos

Os silicatos de cálcio também são usados ​​como agentes antiapelos e assistentes de filtração.

Casio Cálcio -Fotalicato₃ É usado em cerâmica, em dispositivos onde é necessário algum atrito, como freios e embreagens de veículos e na obtenção de metais.

Por seu alto brilho e branco o casio₃ É usado no preenchimento de tintas e plásticos.

Referências

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