Vodní sklo

Další názvy: Sodium silicate, water glass, křemičitan sodný, rozpustné sklo

Skóre škodlivosti: 3 (Neškodné chemické látky)

Co je vodní sklo a k čemu slouží

Vodní sklo, známé také pod názvy tekuté sklo, křemičitan sodný nebo křemičitan draselný, je anorganická sloučenina ze skupiny křemičitanů. Nejčastějšími formami jsou vodné roztoky křemičitanu sodného (Na₂SiO₃) a draselného (K₂SiO₃). Tato látka má specifické fyzikálně-chemické vlastnosti, které z ní činí cenný materiál v celé řadě průmyslových i domácích aplikací. Anglicky je známá jako "sodium silicate” nebo "liquid glass”. Její nejčastěji uváděné CAS číslo je 1344-09-8.

Chemické vlastnosti

Hlavní složkou vodního skla je křemičitan sodný (Na₂SiO₃), případně křemičitan draselný (K₂SiO₃), rozpuštěný ve vodě. Vodní sklo má typicky bezbarvou až lehce nažloutlou, viskózní kapalnou strukturu bez výrazného zápachu. Je zásadité povahy (pH > 10) a dobře rozpustné ve vodě.

Je to amorfní anorganický materiál, který na vzduchu postupně tuhne díky vysychání a chemické reakci s oxidem uhličitým. Tuhý zbytek tvoří tvrdý, sklovitý povlak. Právě tato schopnost vytvářet ochrannou krustu je jedním z důvodů, proč je vodní sklo tak ceněné například ve stavebnictví nebo ochraně kovů proti korozi.

Využití a aplikace

Vodní sklo se uplatňuje ve velmi širokém spektru odvětví. Jeho univerzálnost spočívá v kombinaci pojivých, izolačních a ochranných vlastností.

Ve stavebnictví se používá jako příměs do betonu a omítek ke zvýšení jejich odolnosti vůči vodě a chemikáliím. Působí i jako retardér hoření, což z něj činí součást protipožárních nátěrů. Významné uplatnění má i při impregnaci zdiva – po aplikaci zpevňuje porézní materiály a zlepšuje jejich životnost.

V průmyslu slouží jako pojivo při výrobě žáruvzdorných materiálů, brusiv či jako přísada do detergentů. Díky své schopnosti dispergovat pevné částice se používá i při výrobě keramických glazur nebo při tavení skla.

V oblasti ochrany životního prostředí hraje vodní sklo roli při úpravě odpadních vod a zachytávání těžkých kovů. Navíc se používá při zpevňování půdy (tzv. silikátování) při těžbě nebo stavebních pracích, kde pomáhá stabilizovat horninové podloží.

Domácí použití se týká například ochrany kovových předmětů proti korozi, zpevnění dřeva nebo i jako součást ekologické drogerie. Například v článku na blogu Ferwer se věnuje ekologickému využití této látky při čištění a impregnaci různých povrchů.

Přirozený výskyt a výroba

Vodní sklo se v přírodě jako takové nevyskytuje, ale surovinami pro jeho výrobu jsou běžné přírodní materiály – především oxid křemičitý (SiO₂) v podobě křemene a uhličitany alkalických kovů, nejčastěji uhličitan sodný (Na₂CO₃).

Výroba probíhá termochemickou reakcí při vysokých teplotách (přibližně 1 100 až 1 400 °C), kdy se směs křemičitého písku a uhličitanu sodného taví za vzniku skelné fáze křemičitanu sodného. Tento pevný produkt se následně rozpouští ve vodě, čímž vzniká vodní roztok označovaný jako vodní sklo.

Existují i metody hydrotermální syntézy, které jinak vznikají při nižších teplotách, avšak jsou ekonomicky náročnější.

Bezpečnost a ekologie

Přestože je vodní sklo netoxické a biologicky rozložitelné, jedná se o zásaditou látku, která při kontaktu s pokožkou nebo očima může způsobit podráždění až poleptání. Při práci s koncentrovanými roztoky je proto důležité používat ochranné rukavice a brýle. Při zředění se jeho nebezpečnost výrazně snižuje.

Z hlediska životního prostředí má vodní sklo minimální negativní dopad. V přírodě se rozkládá postupným vznikem oxidu křemičitého, který je zcela neškodný. Vzhledem ke svým ekologickým vlastnostem je vhodnou alternativou k mnoha méně šetrným chemikáliím v oblasti ochranných nátěrů a čisticích prostředků. Právě proto se dostává do hledáčku výrobců ekologické drogerie, jak zmiňuje i Ferwer v lexikonu.

Zajímavosti a souvislosti

Vodní sklo bylo známo již ve starověku, například Egypťané používali směsi podobné silikátům pro výrobu glazur. První systematický popis výroby pochází z 19. století, kdy německý chemik Johann Nepomuk von Fuchs vyvinul metodu přípravy rozpustného křemičitanu sodného.

Zajímavým využitím je použití vodního skla v krystalizační chemii – při pěstování tzv. „chemických zahrad". Do roztoku vodního skla se přidávají soli kovů, které vytvářejí podivuhodné trubicovité a stromkovité útvary.

Dalším neobvyklým využitím je impregnace textilií nebo dřeva pro zvýšení jejich odolnosti vůči ohni. Tato praxe nachází uplatnění zvláště v památkové péči nebo u speciálních aplikací ve stavebnictví.

Shrnutí

Vodní sklo je všestranný, ekologicky šetrný materiál s rozsáhlým využitím. Ať už se jedná o ochranu zdiva, stabilizaci půdy, žáruvzdorný průmysl nebo ekologické čisticí prostředky, jeho vlastnosti jsou nenahraditelné. Díky schopnosti zpevňovat, chránit a izolovat je vodní sklo výrazným pomocníkem nejen v průmyslu, ale i v každodenním životě.