Силікатами (з латинської мови слово «silex»перекладається як «камінь») називаються солі метакремнієвої кислоти H2SiO3. Наприклад, силікат натрію, хімічна формула якого записується так: Na2SiO3. Інша назва солі - натрій метасиликат. Молярна маса речовини дорівнює 122,06 г / моль. Зовнішній вигляд - білі непрозорі кристали, що мають зеленуватий відтінок. Щільність дорівнює 2,4 г / см3. Ступінь чистоти характеризується показником заломлення, який дорівнює 1,52. Температура плавлення - плюс 1 088 ° C. Речовина розчиняється в воді і нерозчинні в спирті. Розведений водний розчин має унікальні властивості: занурені в нього свіжі яйця можуть до дев'яти місяців зберігатися при кімнатній температурі. Силікат натрію стабільний в нейтральній і лужної середовищі, а в кислому аніон SiO3- реагує з катіонами H + з утворенням кремнієвої кислоти.
Двоокис кремнію (називається ще кремнієвимангідридом або кремнеземом) є найбільш стійким з'єднанням, яке зустрічається в природі у вигляді кварцу. На його частку припадає 12% маси всієї земної кори. Кварц, забруднений домішками, являє собою звичайний пісок, який утворюється через руйнування гірських порід. Під дією лугу на двоокис кремнію протікає хімічна реакція: NaOH + SiO2 → Na2SiO3 + H2O. В результаті утворюється сіль кремнієвої кислоти - силікат натрію. Гідроліз солі (розкладання її водою) йде за схемою: 2Na2SiO3 + H2O → Na2SiO5 + 2NaOH, і утворюється двуметасілікат натрію. Зі зниженням концентрації розчину, гідроліз протікає інтенсивніше. В 1 н. розчині гідролізується 14% солі, в 0,1 н. - 28%, в 0,001% - 32%. Гідроліз двуметасіліката натрію протікає вже слабкіше.
Силікат натрію утворюється в результатівзаємодії кремнію з лугом: Si + H2O + 2NaOH → Na2SiO3 + 2H2. Подібна реакція може протікати зі слабкими лугами, а також дуже легко йде з водою в присутності навіть незначної кількості аніонів OH-: досить слідів лугів, витягнутих зі скла. Так як утворюється метасиликат натрію є сіллю слабкої метакремневой кислоти, то в розбавленому розчині вона майже повністю гідролізується, концентрація іонів OH- в ході реакції не зменшується, тому все зводиться до розкладання кремнієм води. Присутні сліди лугу є каталізатором. З 0,63 кг кремнію таким способом виходить 1 м3 водню, тоді як заліза треба було б майже в 4 рази більше.
У промисловості різні марки силікату натріюхарактеризуються співвідношенням кількості SiO2 і Na2O. Воно може змінюватися від 2: 1 до 3,75: 1. Сорти з співвідношенням 2,85: 1 і нижче вважаються лужними. Ті, у яких більш високе співвідношення характеризуються, як «нейтральні». Силікат натрію у вигляді водних концентрованих розчинів є рідке або розчинне скло. Але поряд з Na2SiO3 в рідкому склі присутні і інші силікати натрію, тому його звичайний склад виражається формулою, яка є наближеною, Na2O • nSiO2, де n = 2 ÷ 4. Поступове відщеплення SiO2 (зазвичай при тривалому зберіганні) призводить до помутніння рідкого скла або до перетворення іноді в студнеобразную масу. Тому в лабораторії його тримають в судинах, закритих гумовими пробками, так як коркові або скляні до шийки просто приклеюються.
Силікат натрію застосовується у виробництвіпральних порошків. Щорічне виробництво рідкого скла становить сотні тисяч тонн. Його використовують для зміцнення грунтів при проведенні будівельних робіт (наприклад, захист бетонної стяжки підлоги проти стирання), а також, як і інші реагенти, наприклад, триполіфосфат натрію, застосовується в багатьох галузях (обидві солі, наприклад, використовуються для пом'якшення води). Просочення Na2SiO3 автомобільних бетонних доріг в значній мірі скорочує їх стирання.
Обробка дерева або інших матеріалів захищаєвід загоряння (наприклад, споруди або театральні декорації). Часто служить в якості основи для вогнетривких замазок або канцелярського клею. Прості за складом замазки придатні для склеювання фарфору і скла. Їх можна отримати, змішуючи (до консистенції тесту) крейда з рідким склом. Суміш швидко твердне і перетворюється в білу і дуже міцну масу.
З цементу, замішаного на рідкому склі, роблятьшвидко твердне мастику, яку використовують для склеювання каменів. Суміш силікату натрію з тирсою використовують для заповнення простору між подвійними стінками у деяких сейфів. Це робить їх більш вогнестійкими, а також служить додатковим захистом від розтину за допомогою ацетиленового пальника через сильне задимлення та спрацювання сигналізації.
