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Préparation de silicate de sodium



  1. #1
    ArSaKn

    Préparation de silicate de sodium


    ------

    Salut tout le monde;
    en fait j'ai besoin de préparer une solution de silicate de sodium (water glass) à partir d'une solution de soude (NaOH) et le gel de silice (Si(OH)4), j'aimerais savoir le mode opératoire précis de cette manipulation et surtout comment contrôler les rapports SiO2/Na2O et H2O/Na2O.
    Merci d'avance

    -----

  2. #2
    moco

    Re : Préparation de silicate de sodium

    La synthèse du silicate de sodium n'est pas aisée.
    Cette réaction ne se pratique que sous pression et à chaud. Je ne connais pas les détails pratiques, mais je sais qu'il faut prendre la solution la plus concentrée possible en NaOH, et que la solution commerciale contient 40% Na2Si3O7, et 60 % eau.

  3. #3
    ArSaKn

    Re : Préparation de silicate de sodium

    En effet, la synthèse de ce type de solutions se fait à des conditions de températures et pression relativement élevées, ça je l'ai trouvé sur le internet , mais ce que j'ai trouvé n'est pas plus détaillé que ça en ce qui concerne la concentration de la soude elle est à déterminer selon la nature d'utilisation de la solution finale (dans mon cas, synthèse de géopolymère) c'est-à-dire il faut trouver la concentration optimale pour chaque utilisation.

    Pour la formule que vous avez donnée à la fin, je pense quand ne parle pas de la même solution parce que à ce que je connais, la solution water glass à la formule chimique suivante (Na2SiO3.nH2O) on l'appelle également Sel disodique de l'acide silicique ou Trioxosilicate de disodium.

    J'aimerais vraiment savoir le mode opératoire et la méthode de détermination des rapports SiO2/Na2O et H2O/Na2O.

  4. #4
    syapk

    Re : Préparation de silicate de sodium

    sécu'
    porte des lunettes car l'hydroxyde de sodium et moindre mesure silicate de sodium sera fatal pour tes yeux, tu auras pas de seconde chance si ca t’éclabousse en plein visage, tu sera définitivement aveugle.
    et des gants car ca brule et desseche la peau profondement et longtemps.

    prepa'
    prends un verre et melange tout ca:
    1 volume d'hydroxyde de sodium (magasin bricolage), 3 volumes de gel de silice (litiere pour chat), 10 volume d'eau (robinet).
    quand le NaOH aura totalement dissous, fait chauffer ton eau en la surveillant.
    micro onde ca marche tres bien, attention de ne pas porter le tout a ébullition car les éclaboussure n'aideront pas au bien etre de ton micro onde, plan de travail, etc...

    tres facilement et en 10 mn tu aura ton silicate de sodium.

  5. A voir en vidéo sur Futura
  6. #5
    Kemiste
    Responsable technique

    Re : Préparation de silicate de sodium

    Bonjour,

    Citation Envoyé par syapk Voir le message
    micro onde ca marche tres bien, attention de ne pas porter le tout a ébullition car les éclaboussure n'aideront pas au bien etre de ton micro onde, plan de travail, etc...
    C'est pour cela que la chimie ne se fait pas dans une cuisine. En plus des dommages matériels il peut y avoir des dommages corporels pour le manipulateur et son entourage.

  7. #6
    ArSaKn

    Re : Préparation de silicate de sodium

    Merci Syapk pour les consignes de sécurité toutefois je suis d'accord avec Kemiste le chauffage en micro-onde n'est pas vraiment une bonne alternative .de ma part je vais utiliser une plaque chauffante au cas où j'aurai besoin encore d’énergie pour dissoudre le gel de silice. mais dans mon cas il est peu probable car déjà la réaction est exothermique et moi je ne veux pas une solution très concentrée en silice.

    Merci les gars.

    Mais je ne sais toujours pas comment faire pour les rapports SiO2/Na2O et H2O/Na2O.

  8. #7
    40CDV20

    Re : Préparation de silicate de sodium

    Bjr,
    Industriellement il y a 2 voies principales, la voie thermique et la voie hydrothermale. La première est une fusion alcaline à 1100/1150°C d'un mélange de sable et de carbonate de sodium. La seconde consiste à porter à 180/220°C pendant plusieurs heures une suspension du sable dans une solution de soude. Par contre, il faut apport enthalpique et le plus simple est d'utiliser une injection de vapeur moyenne pression (1.5/2.5 MPa).
    Les rendements sur SiO2 des deux méthodes se tiennent autour de 98/99%.
    Donc à première vue rien qui soit du domaine du bricoleur.
    Cdt.

  9. #8
    syapk

    Re : Préparation de silicate de sodium

    Citation Envoyé par 40CDV20 Voir le message
    Bjr,
    Industriellement il y a 2 voies principales, la voie thermique et la voie hydrothermale. La première est une fusion alcaline à 1100/1150°C d'un mélange de sable et de carbonate de sodium. La seconde consiste à porter à 180/220°C pendant plusieurs heures une suspension du sable dans une solution de soude. Par contre, il faut apport enthalpique et le plus simple est d'utiliser une injection de vapeur moyenne pression (1.5/2.5 MPa).
    Les rendements sur SiO2 des deux méthodes se tiennent autour de 98/99%.
    Donc à première vue rien qui soit du domaine du bricoleur.
    Cdt.
    ce process avec le Na2CO3 (gisement important au états unis par ex) est rentable économiquement par rapport au NaOH mais très énergivore.

    Le process avec NaOH (production industrielle) est très efficace, bcp moins énergivore mais plus onéreux pour les industrielles.

  10. #9
    40CDV20

    Re : Préparation de silicate de sodium

    Bjr,
    Certes,....je ne sais pas quelle est l'utilisation envisagée mais il est à noter que les deux techniques conduisent à des résultats très différents.
    La fusion produit des silicates vitreux, la seconde des solutions directement utilisables.
    (1) nSiO2 + Na2Co3 > nSio2, Na2O + CO2
    (2) nSiO2 + 2(NaOH, 2.3H2O) > nSiO2, Na2O, 5.6H2O
    Un des principaux marchés est celui de la détergence.
    Cdt.

  11. #10
    syapk

    Re : Préparation de silicate de sodium

    -"des résultats tres differents" ?? alors que les 2 process conduisent au silicate de sodium, je ne comprends pas ton raisonnement..
    -(2) faux, meme a froid et avec le temps le NaOH solubiliseras la silice en Na2SiO3.xH2O
    -le silicate vitreux est du silicate de potassium, terme quebecois.

  12. #11
    40CDV20

    Re : Préparation de silicate de sodium

    Bjr,
    La voie thermique conduit bien à des "silicates vitreux" qui sont des solides une fois la coulée refroidit et inutilisables tel que. Après broyage, il est donc opéré un cycle de purification par dissolution à la vapeur basse pression, clarification, filtration et le cas échéant ajustage du titre, ce qui donne :
    nSiO2,Na2O + xH2O > nSio2,Na2O, xH2O
    Un des intérêts de cette technique par fusion est (avec quelques variantes n=1) qu'il est posible d'obtenir directement des métasilicates (SiO3 Na2).
    Pour le (2) la voie thermale je confirme, c'est l'équation de concentration maximale théorique. Un arbitre vite !
    Je parle bien de sels de sodium. Je n'ai pas connaissance que le qualificatif vitreux soit associé au potassium ?
    Pour en revenir au post, Arsakn ayant disparu (par dissolution peut être), je pense qu'il envisageait la préparation de zéolithes (silico-aluminates de sodium), pour lesquelles un rapport molaire n voisin de 2 est conseillé.
    Cdt.

  13. #12
    40CDV20

    Re : Préparation de silicate de sodium

    Bjr,

    Citation Envoyé par ArSaKn Voir le message
    (dans mon cas, synthèse de géopolymère)
    Les rapports n.2 permettent l'élaboration de zéolithes qui sont des boucliers thermiques remarquables, tels ceux que l'on trouve dans les fameuses "boites noires"
    Cdt.

  14. #13
    ArSaKn

    Re : Préparation de silicate de sodium

    Bjr

    je vous remercie, la discussion est très enrichissante mais vous vous éloignez de ce que je voulais savoir.

    récap:
    je veux préparer une solution de silicate de sodium avec une solution de soude et le gel de silice

    Si(OH)4 + 2 NaOH ------> Na2SiO3 + 3 H2O

    La méthode de préparation est plus au moins donnée par syapk . ce qui me tracasse la tête c'est le contrôle des rapports SiO2/Na2O et H2O/Na2O.
    apparemment il faut plus de données pour pouvoir rependre à ma question, genre concentration de NaOH, pourcentage de SiO2 dans le gel de silice etc etc ... ce qui va permettre de calculer ces rapports d'une façon ou d'une autre.
    donc je reviendrais ultérieurement avec plus de détails à ce sujet

    pour rependre à 40CDV20; j'envisage la synthèse des géopolymères et non pas des zéolithes, c'est vrai que la méthode est un peu similaire mais les propriétés sont différentes.

  15. #14
    syapk

    Re : Préparation de silicate de sodium

    il possible que tu en dises plus sur la synthese des geopolymeres car je me suis un peu renseigné mais j'aimerais bien en connaitre davantage, meme en MP si tu veux.

  16. #15
    ArSaKn

    Re : Préparation de silicate de sodium

    Pour fabriquer un matériau géopolymère deux composants sont essentiels, une source d’aluminosilicates et une solution alcaline appelée aussi solution activatrice.

    L'avantage des matériaux géopolymères est d'une part, la possibilité d’utilisation d’une grande variété de matières premières comme sources d’aluminosilicate, l’essentiel c’est qu’ils doivent être riches en silice (SiO2) et en alumine (Al2O3) à la fois, et d'autre part le coût réduit en terme d’énergie, puisque la réaction de géopolymérisation peut avoir lieu à la température ambiante ou voisine de l'ambiante.

    Actuellement les matériaux les plus utilisés comme source d'aluminosilicates sont le méta-kaolin (kaolin calciné) et les cendres volantes, cela revient à leur réactivité élevée.
    Concernant la solution alcaline on utilise souvent la soude et/ou la potasse ou bien une solution de silicate de sodium ou de potassium.

  17. #16
    syapk

    Re : Préparation de silicate de sodium

    je vois, avec l'utilisation des metaux alcalin il n'y pas un probleme de solubilité qui reste persistante?

  18. #17
    ArSaKn

    Re : Préparation de silicate de sodium

    Au cours de la préparation on ne vise pas une dissolution des composants solides (argile, cendres, etc...), l'objectif est d'obtenir une pâte malléable qu'on peut façonner ou couler selon l'application envisagée, d’ailleurs les métaux alcalins jouent un rôle très important dans le mécanisme de synthèse, Na+ et K+ étant monovalent compensent la déficience de charge créée par l'Aluminium en coordinence 4 dans le tétraèdre AlO4.

  19. #18
    syapk

    Re : Préparation de silicate de sodium

    ok
    je pensais que le but des geopolymeres etaient de remplacer a termes les ciments habituels car tres polluants lors de leur syntheses.
    Donc le but est d'avoir un minimum de resistance chimique, a commencer par l'eau.

  20. #19
    ArSaKn

    Re : Préparation de silicate de sodium

    Bon, tout d'abord il ne faut pas confondre le ciment géopolymère avec la technologie géopolymère !!
    C'est vrai l'objectif est de remplacer le ciment ordinaire par le ciment géopolymère à travers la technologie géopolymère. mais ce n'est pas le seul objectif.
    Les géopolymères sont utilisé dans des domaines divers; le génie civil, l’aéronautique et aérospatiale, l'encapsulation des déchets toxiques et radioactifs,....
    Et non, le but ce n'est pas d'avoir un minimum de résistance chimique, au contraire les géopolymère sont connu par leur résistance chimique, mécanique et leur résistance au feu à des températures très élevées (1200°C).
    Faut que tu jette un coup d’œil sur les publications de Joseph Davidovits, le père des géopolymères !!
    Voilà un lien qui peut t'être utile : http://www.geopolymer.org/fr/

  21. #20
    syapk

    Re : Préparation de silicate de sodium

    Concrètement le mot geopolymere comme tu dois le savoir, "geo" en grec veux dire "terre", veux donc dire synthèse de la terre/sol/pierre en une chaine de molecule lié entre elle.

    Je ne comprends pas ton explication.

    Ensuite, j'ai du mal a comprendre car ta phrase n'est pas clair vis a vis de la resistance des geopolymeres face a l'eau:
    Et non, le but ce n'est pas d'avoir un minimum de résistance chimique, au contraire les géopolymère sont connu par leur résistance chimique, mécanique et leur résistance au feu à des températures très élevées (1200°C).



    ps: j'ai l'impression que tu as fait des copiés collés des resultats de recherche de google/youtube

  22. #21
    ArSaKn

    Re : Préparation de silicate de sodium

    Tu as dit que le but est d'avoir un minimum de résistance chimique, à commencer par l'eau. et puis tu reviens avec la définition que géopolymère signifie la synthèse de pierre. du point de vue scientifique il y a une contradiction entre les deux phrases.

    Je m'explique:
    en effet, "géopolymère" est l'équivalent de "polymère inorganique" (chaîne de tétraèdres SiO4 et Alo4 liés alternativement par la mise en commun des atomes Oxygène). et la géopolymèrisation on peut la définir en quelque sorte comme la réaction de synthèse de pierre, c'est vrai. Par conséquent le matériau final obtenu a des propriétés similaires à celles d'une pierre (résistance mécanique et chimique, ne brûle pas, etc.) il ne peut donc pas être soluble dans l'eau. Si tu prépares un matériau qui se décompose au premier contact avec l'eau appelle le ce que tu veux mais pas un géopolymère.

    Tu dis que tu t'es renseigné sur les géopolymères, si tu veux dire par se renseigner lire la définition sur Wikipédia où je sais pas ou. ça risque d’être un peu compliqué pour toi. je te conseille de visiter le lien que je t'ai donné dans la repense précédente.

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