НАТРИЯ СИЛИКАТЫ

Силикат натрия

19.06.2014

Пищевая добавка Е550, или силикат натрия, распространена в современной пищевой промышленности. Наряду с другими добавками группы Е500-599, силикат натрия относится к эмульгаторам.

Что представляет собой Е550? Эта пищевая добавка считается натуральной, так как ее производят из природных материалов, например, из кремнийсодержащего сырья, путем сплавления песка и соды (диоксида кремния и едкого натра, либо карбоната натрия), или путем растворения сырья в растворе щелочей.

На сегодняшний день постоянно изобретаются как новые методы получения силикатов, так и новые области их применения. Несмотря на то, что жидкое стекло было известно еще в средние века, практическое применение силикатам натрия нашлось только во второй половине 19 века.

В качестве пищевой добавки используется метасиликат натрия (H2SiO3, другие названия: силикат натрия, кремнекислый натрий, соль метакремниевой кислоты).

В качестве строительного материала используется он же, но состав (допустимые доли примесей оксидов других металлов) регулируется уже другими нормами ГОСТа. По физическим свойствам данное вещество – это кристаллообразный порошок полупрозрачного или мутно-белого цвета, он хорошо растворяется в воде.

Раствор силиката натрия (или жидкое стекло) выглядит, как желеобразная жидкость мутного белого или желтоватого оттенка. В виде концентрированного раствора силикат натрия применяется в строительстве. Этот раствортермоустойчив, гигиеничен, водонепроницаем.

Его добавляют в цемент, используют в изготовлении бассейнов и печей. У него также высокая устойчивость к кислотам, он входит в состав лакокрасочной продукции и широко применяется в целлюлозно-бумажной сфере.

В быту силикаты легко найти в шариках, которые используются для предохранения одежды и обуви от сырости (силикагель получают из силикатов натрия методом подкисления, последующей промывки и высушивания до состояния геля). Но каким образом это вещество применяют в пищевой промышленности?

Применение силиката натрия в пищевой промышленности

Как уже упоминалось, добавка Е550 относится к группе эмульгаторов. Это означает, что она отвечает за однородность продукта. Будучи отличным абсорбентом, силикат натрия препятствует комкованию сухих смесей от повышенной сырости.

Это значит, что его в виде порошка добавляют в сухое молоко, в разрыхлители теста, в муку, в обыкновенный сахар и в другие порошкообразные смеси, чтобы продлить срок хранения и не допустить слеживания.

Сам порошок этой пищевой добавки мелкодисперсный, прозрачно-белый, безвкусный, зато хорошо впитывает влагу.

Вопрос о безопасности применения силиката натрия до сих пор открыт. Он разрешен в России, но в ряде стран Европы эта пищевая добавка запрещена, а в ряде стран – есть ограничения на ее применение (например, запрещена для изготовления детского питания).

Не существует также исследований на допустимые нормы концентрации этого вещества в организме, как и исследований на прямой вред от употребления его с пищей.

Применение силиката натрия в косметике и бытовой химии

Если вы посмотрите на тени или пудру, заметите, что это не что иное, как порошок, (спрессованный или рассыпчатый). Раньше рассыпчатые средства декоративной косметики изготавливали из талька (который содержит и магний, и кремний). Сейчас в состав пудр, теней и румян входят и тальк, и силикат натрия, и его «собрат» – силикат магния.

Как силикаты магния и натрия «работают» в косметике? В виде порошка – все так же обеспечивают сохранность сыпучих материалов (теней, румян, пудры, присыпки), не давая им сбиваться в комочки.

Все же, из-за недостатка исследований, рекомендуется продукты и косметику, содержащие силикат натрия, не использовать:

• аллергикам и имеющим склонность к аллергии;
• беременным женщинам;
• маленьким детям;
• тяжело больным;
• онкологическим больным;
• лицам с повышенным риском онкологических заболеваний.

метасиликат натрия

Стекло в состоянии жидкости или зачастую используемая в производстве добавка для пищевых продуктов Е550 и представляет собой метасиликат натрия.

Получение такого вещества изначально было осуществлено в начале 1818 года в германии. Авторство получение вещества принадлежит немецкому химику Яну Непомук фон Фуксу.

Такому соединению характерно широкое распространение в природных условиях. силикатов зафиксировано в части равной чуть меньше половины группы, объединяющей все известные соединения минеральных веществ, а именно:

• •    Материалы с высоким содержанием глинистых пород;
• •    Шпаты, которым характерно полевое происхождение;
• •    Природная слюда и прочие.

В уравнениях химических реакций метасиликат натрия принято обозначать с помощью следующей молекулярной формулы:

Na2SiO3.

Использование данной формулы актуально для безводного метасиликата натрия или иначе называемого типичным.

Краткая характеристика вещества

• •    Общая щелочность (массовая доля, пересчет на Nа2О, %) – 28 – 30, 5;
• •    Кремниевая двуокись SiO2 (долевая часть в массе, %) – не менее 27 – 29;
• •    Железо ( в массовой доле, %) – не более 0, 05;
• •    Иные вещества, не способные к растворимости в воде (в доле общей массы, %) – не > 0, 5/

Разновидности силикатов

Любая натриевая соль кремниевых кислот, обозначаемая формулой общего типа, на практике и представляет собой силикат натрия.

https://www.youtube.com/watch?v=scA1Gx8_lJw

В общей формульном выражении соединения mNa2O*nSiO2, где определяются отношения чисел молекул SiО2 и Na2О, такое соотношение величин получило название кремнеземного модуля. Смысл такого модуля в том, чтобы точно определять степень растворимости и иные явно выраженные свойства натриевых силикатов.

Колебания значений модуля, как правило, находятся в пределах показателей:

• •    1, 0 как минимального значения;
• •    4, 0 максимально возможного значения.

Натрия метасиликат встречается в 2 – х вариантах кристаллической формы:

• •    С наличием пяти молекул воды или так называемого пятиводного с температурой плавления равной 78, 2 °С. воды в данной форме составляет порядка 42, 5 %;
• •    Также метасиликат натрия с наличием девяти водных молекул, получившим название девятиводного с температурным режимом плавления при 48 °С, где часть содержащейся воды составляет около 57,3 %.

Натрия метасиликат отображается в химических уравнениях и реакциях формульным выражением:

• •    Nа2SiОЗ•5Н2О – 5 водный;
• •    Na2SiO3•9H2O – 9 водный.

Основные реакции Nа2SiОЗ

• •    Раствор натриевых силикатов в условии РН < 10, 9 становится неустойчивым, вследствие чего происходит выделение кремневой кислоты в гелеобразном состоянии;
• •    Натриевые силикаты в условиях повышения температурного режима подлежат разложению с выделяемым кремнием аморфного типа;
• •    Кремневая кислота может образовываться из вещества Nа2SiОЗ и в процессе хранения;
• •    Процессы деполимеризации силикатов протекают с характерным выделением SiО2.

Бороться с нежелательными последствиями и возникновением реакций последнего случая можно с помощью правильно подобранной упаковки вещества, главным критерием отбора которой является ее повышенная непроницаемость в отношении водяного пара и воздушных поступлений.

Также стекло в жидком состоянии отличается хорошо протекающей сильной щелочной реакцией. Это объясняется протеканием их гидролиза, где образуются гидроксид – ионы:

Nа2ОSiО2 + 2Н2О = 2Nа+ +SiО2*Н2О + 2ОН

Способы получения в промышленности

Метасиликат натрия пятиводный доступно получить при осуществлении метода, основой которого является изогидрическая кристаллизация кремнеземистых щелочных растворов.

Основным способом, обеспечивающим гарантированное получение кристаллизованных гидратов в отношении натрия метасиликата пятиводного, шестиводного, девятиводного, является обеспечение успешного протекания следующей реакции:

SiО2 + NаСО3 = NаSiО3 + СО2

Сферы применения натрия метасиликата

Вещество Na2SiO3 широко применяется в следующих производственно – промышленных областях:

• •    Масштабное производство моющих очищающих средств с синтетическим составом, а также для производства нескольких наименований из области бытовой химии (препараты, очистители, отбеливатели и прочие);
• •    Получение средств для мытья и очистки технического предназначения;
• •    Нефтедобыча и текстильная промышленность;
• •    Отрасль металлургии и машиностроения с целью нейтрализующего воздействия на металлические поверхности;
• •    Натрия метасиликат успешно применяется как эффективный коагулянт в ходе выпуска регенерирующего масла любого типа в работах по нефтепереработке;
• •    В осуществлении водных обработок. Натриевый метасиликат выступает в качестве ингибитора с явно выраженным коррозионным действием;
• •    Бытовая сфера жизнедеятельности населения, особенно мероприятия по дезинфекции и обработке помещений, тканей, бельевых элементов, посудных и кухонных принадлежностей, сантехнических приборов и оборудования;
• •    Промышленное производство жидкостей с эффектом охлаждения двигателей;
• •    Строительная, дорожно-строительная, ремонтно-восстановительная отрасль.

Требования к безопасности использования вещества

Метасиликат натрия как пятиводный, так и шести-, девятиводный не представляет опасности в отношении провоцирования взрывов. Следовательно особые повышенные требования к соблюдению пожарной техники безопасности не предъявляются.

Степень воздействия и влияния вещества на человеческий организм позволяет отнести Na2SiO3 к группе веществ II класса опасности.

Правила при транспортировке

При транспортной перевозке натрия метасиликата обязательно наличие маркировочного символа в соответствии с ГОСТ – 14192, где подразумевается нанесение знаков, указывающих на ограждение вещества от влияния влаги и исключение контактов с кожными покровами и слизистыми оболочками.

Виды упаковки и меры хранения

В случае упаковки метасиликата натрия, как правило, используются:

• •    Мешок вместительностью порядка 25 кг. В этом случае цена за килограмм вещества составит от 60 до 135 рублей за 1 кг;
• •    Бигбэг, вмещающий до 1 тонны готовой продукции. В этом случае стоимость за 1000 кг вещества составит 19 000 – 23 000 рублей.

Вне зависимости от того, у кого приобретается продукция, каждому покупателю следует обратить внимание на качество и соответствие метасиликата натрия установленным требованиям.

Обязательным условием для распространения и приобретения качественной химической продукции как у производителя, так и у официального дилера является паспорт безопасности поставляемого натрия метасиликата.