कैल्शियम सिलिकेट: गुण, संरचना, प्राप्त करना, उपयोग करता है - रसायन विज्ञान - 2025

कैल्शियम सिलिकेट ऐसा नाम है जो रासायनिक यौगिकों कैल्शियम ऑक्साइड (CaO) और सिलिका से गठित (SiO के एक समूह को सौंपा गया है है ₂)। इन यौगिकों का सामान्य सूत्र xCaO • ySiO ₂ • zH ₂ O है।

वे सफेद या पीले सफेद ठोस हैं। वे निर्जल हो सकते हैं, अर्थात्, उनकी संरचना में पानी (एच ₂ ओ) के बिना, या वे इसे शामिल कर सकते हैं। वे प्रकृति में कई प्रकार के खनिजों का हिस्सा हैं।

कैल्शियम सिलिकेट खनिज। डेव डाइट http://www.shutterstone.com http://www.dyet.com / सार्वजनिक डोमेन। स्रोत: विकिमीडिया कॉमन्स

कैल्शियम सिलिकेट्स पानी में अघुलनशील होते हैं, लेकिन जब वे इसके साथ जुड़ते हैं, तो वे हाइड्रेटेड जैल (जिलेटिन जैसी सामग्री) बनाते हैं, जो दही के बाद बहुत कठोर, प्रतिरोधी और लगभग जलरोधी होते हैं।

इससे निर्माण उद्योग में उनका उपयोग हुआ है, क्योंकि उनका उपयोग सीमेंट, ईंटों और नमी-इन्सुलेट पैनलों में किया जाता है। वे दांतों में छिद्रों को ठीक करने के लिए सामग्री का हिस्सा भी हैं और हड्डियों के पुनर्जनन में उपयोग के लिए भी अध्ययन किया गया है, अर्थात् बायोमेट्रिक के रूप में।

उन्हें कुछ धातुकर्म उद्योगों द्वारा उत्पन्न प्रदूषण को कम करने का प्रस्ताव दिया गया है। वाहन ब्रेक और चंगुल में घर्षण जनरेटर के रूप में भी उनका उपयोग किया जाता है।

संरचना

कैल्शियम सिलिकेट में कैल्शियम ऑक्साइड (CaO) और सिलिका (SiO ₂) की एक चर राशि हो सकती है । इसका सामान्य सूत्र है:

xCaO • Ysio ₂ • zH ₂ O

जहाँ x, y, और z ऐसी संख्याएँ हैं जिनमें विभिन्न मूल्य हो सकते हैं।

सीएओ की मात्रा 3% से 35% (शुष्क आधार पर वजन के अनुसार) और SiO ₂ सामग्री 50-95% (शुष्क आधार पर वजन द्वारा) के बीच होनी चाहिए। वे निर्जल हो सकते हैं (इसकी संरचना में पानी के बिना, यानी, सूत्र में z = 0) या उन्हें हाइड्रेटेड किया जा सकता है (पानी के साथ इसकी रचना है)।

शब्दावली

• कँलशियम सिलीकेट
• सिलिकिक एसिड कैल्शियम नमक
• कैल्शियम ऑक्साइड और सिलिकॉन

गुण

भौतिक अवस्था

बहुत महीन सफेद या बंद सफेद ठोस।

आणविक वजन

कैल्शियम मेटा- सिलिकेट CaO • SiO ₂ या CaSiO ₃ = 116.16 g / mol

गलनांक

कैल्शियम मेटासिलिकेट CaSiO ₃ = 1540 ° C

घनत्व

कैल्शियम मेटासिलिकेट CaSiO ₃ = 2.92 g / cc

घुलनशीलता

पानी और इथेनॉल में अघुलनशील।

पीएच

5% कैल्शियम सिलिकेट से तैयार मिट्टी में 8.4-12.5 का पीएच हो सकता है।

अन्य गुण

कैल्सियम सिलिकेट को हाइड्रोजनीकृत किया जा सकता है (अणु में पानी के साथ) या निर्जल (अणु में पानी के बिना) कैल्शियम ऑक्साइड के रूप में कैल्शियम के विभिन्न अनुपात के साथ CaO और सिलिका डाइऑक्साइड सिमी ₂ के रूप में सिलिका ।

इसकी उच्च जल अवशोषण क्षमता है। कैल्शियम मेटासिलिकेट (CaO • SiO ₂ या CaSiO ₃) अपनी चमक और सफेदी, कम आर्द्रता, कम वाष्पशील सामग्री और अच्छे तेल अवशोषण के लिए बाहर खड़ा है।

कैसिओ ₃ कैल्शियम मेटासिलिकेट । Ond Oej मंगल / सार्वजनिक डोमेन। स्रोत: विकिमीडिया कॉमन्स

कैल्शियम सिलिकेट हाइड्रेट्स के बीच, सीए ₂ SiO ₅ और Ca ₃ SiO ₅ में पानी जोड़कर बनने वालों को प्रतिष्ठित किया जाता है । इन दो यौगिकों के जलयोजन उत्पाद कुछ प्रकार के सीमेंट में सबसे प्रचुर मात्रा में हैं।

प्राप्त

कैल्शियम सिलिकेट विभिन्न तरीकों से (जैसे डायटोमेसियस पृथ्वी) और कैल्शियम यौगिकों (जैसे कैल्शियम हाइड्रॉक्साइड (सीए (ओएच) ₂)) पर प्रतिक्रिया करके बनाया जाता है ।

कैल्शियम सिलिकेट को ऊंचे तापमान पर सिलिका (SiO ₂) के साथ कैल्शियम ऑक्साइड (CaO) को शांत करके उदाहरण के लिए तैयार किया जा सकता है ।

जब प्रतिक्रिया 1: 1 मोलर अनुपात में की जाती है (इसका अर्थ है कि SiO ₂ के समान CaO अणु हैं), कैल्शियम metasilicate CaSiO ₃ या CaO • SiO _{2 परिणाम}:

काओ + सियो ₂ + ताप → कासिओ ₃

अनुप्रयोग

ईंटें प्राप्त करने में

कैल्शियम सिलिकेट इकाइयों के साथ या निर्माण के लिए ईंटें बनाई जाती हैं। वे ठीक सिलिसस सामग्री और क्विकटाइम या हाइड्रेटेड चूने के साथ प्राप्त किए जाते हैं। ईंट को एक अलग रंग देने के लिए निष्क्रिय वर्णक जोड़ा जा सकता है।

इकाइयों को दबाव में ढाला जाता है और 4-6 घंटे के लिए 170 डिग्री सेल्सियस पर एक आटोक्लेव (भाप ओवन) में ठीक किया जाता है। चूने के कुछ इलाज के दौरान कैल्शियम सिलिकेट हाइड्रेट बनाने के लिए सिलिअस सामग्री के साथ प्रतिक्रिया करता है, जो ईंट को एक साथ रखता है।

कैल्शियम सिलिकेट ईंटें। Holger.Ellgaard / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)। स्रोत: विकिमीडिया कॉमन्स

हालांकि, कैल्शियम सिलिकेट ईंटें मिट्टी की ईंटों की तुलना में अधिक विस्तार और सिकुड़ जाती हैं, जो कभी-कभी चिनाई के टूटने का कारण बन सकती हैं।

इसने ध्यान आकर्षित किया है और उन्हें संभावित रूप से खतरनाक माना गया है।

पोर्टलैंड सीमेंट में

कैल्शियम सिलिकेट्स पोर्टलैंड सीमेंट का हिस्सा है, जो निर्माण उद्योग में व्यापक रूप से इस्तेमाल की जाने वाली सामग्री है।

पोर्टलैंड सीमेंट एक हाइड्रोलिक सीमेंट है जो मुख्य रूप से हाइड्रेटेड कैल्शियम सिलिकेट्स और कैल्शियम सल्फेट सीएएसओ ₄ (जिप्सम) द्वारा गठित पल्वराइजिंग सामग्रियों द्वारा निर्मित होता है ।

सीमेंट के साथ सतह। सीमेंट में इसकी संरचना में कैल्शियम सिलिकेट्स होते हैं। लेखक: Pexels स्रोत: पिक्साबे

यह हाइड्रेशन प्रतिक्रिया के कारण जल्दी से कठोर हो जाता है जो एक हाइड्रेटेड कैल्शियम सिलिकेट जेल उत्पन्न करता है। यह एक मजबूत, घने और खराब पारगम्य सामग्री के रूप में परिणाम देता है (जो पानी के माध्यम से नहीं जाने देता है)।

इसमें शामिल सिलिकेट्स में ट्राइकसल्शियम सिलिकेट Ca ₃ SiO ₅ या 3CaO.SiO ₂ और dicalcium सिलिकेट Ca ₂ SiO ₄ या 2CaO.SiO _{2 हैं} ।

रेडियोधर्मी कचरे को विसर्जित करना

सीमेंट में कैल्शियम सिलिकेट उनके प्रतिशत में भिन्न हो सकते हैं। पोर्टलैंड सीमेंट की संरचना निर्माण संरचना के प्रकार के आधार पर बदल सकती है जिसके लिए यह इरादा है।

कुछ प्रकार के इस सीमेंट का उपयोग रेडियोधर्मी कचरे को विसर्जित करने के लिए किया जाता है ताकि यह लोगों या पर्यावरण को नुकसान न पहुंचाए।

इमारतों के लिए एक इन्सुलेटर के रूप में

कैल्शियम सिलिकेट का उपयोग खनिज फोम बोर्डों या इन्सुलेट खनिज बोर्डों को प्राप्त करने के लिए किया जाता है।

कैल्शियम सिलिकेट शीट। Achim Hering / CC BY (https://creativecommons.org/licenses/by/3.0)। स्रोत: विकिमीडिया कॉमन्स

ये दीवारों को नमी से बचाने का काम करते हैं। CaO और SiO ₂ को पानी में मिलाया जाता है और 3-6% सेल्यूलोज डाला जाता है, जो किनारों के लचीलेपन और स्थिरता में सुधार करता है।

परिणामस्वरूप कीचड़ को सांचों में डाला जाता है और फिर आटोक्लेव नामक एक विशेष भाप ओवन में उच्च दबाव और तापमान पर भाप से गरम किया जाता है।

परिणाम एक कठोर, बहुत महीन छिद्रित फोम है जिसे शीट या बोर्डों में काट दिया जाता है और विशेष योजक के साथ इलाज किया जाता है ताकि यह पानी को पीछे कर सके।

कैल्शियम सिलिकेट फोम का उपयोग निर्माण क्षेत्र में किया जाता है, विशेष रूप से दीवारों को इन्सुलेट करने और नमी से सुरक्षा में सुधार करने के लिए, विशेष रूप से पुरानी इमारतों के नवीकरण में उपयोगी होने के कारण।

धातुकर्म उद्योग में प्रदूषण को कम करने के लिए

स्टील के उत्पादन से स्लैग या कचरे में पाए जाने वाले Dicalcium सिलिकेट Ca ₂ SiO ₄ या 2CaO.SiO _{2 का} उपयोग अन्य धातु संबंधी प्रक्रियाओं से एसिड अपशिष्टों में भंग धातुओं को उपजी करने के लिए किया गया है।

Precipitating का मतलब है कि भंग धातु एक ठोस यौगिक का हिस्सा बन जाता है जो कंटेनर के निचले हिस्से में जाता है और एकत्र किया जा सकता है।

स्टील उद्योग के कुछ कचरे में अम्लीय समाधान से धातुओं को उपजी करने के लिए कैल्शियम सिलिकेट्स उपयोगी होते हैं। लेखक: छींक स्रोत: पिक्साबे

स्टील स्लैग में मौजूद Ca ₂ SiO ₄ पानी के साथ प्रतिक्रिया करता है और Ca (OH) _{2 का} उत्पादन करता है जो अन्य प्रक्रियाओं से धातुओं के एसिड समाधानों की अम्लता को बेअसर करने की क्षमता है:

2 सीए ₂ SiO ₄ + 4 H ₂ O → 3CaO। 2SiO ₂.3H ₂ O + Ca (OH) ₂

बेअसर करने के अलावा, कैल्शियम सिलिकेट यौगिक कैल्शियम आयन ^{2 + के} साथ विनिमय करके एम ²⁺ धातु के कुछ आयनों को सोख सकता है । यहाँ एक रूपरेखा है:

≡Si-O-Ca + M ²⁺ → OMSi-OM + Ca ²⁺

ठोस यौगिक जिसमें धातु होता है, उसे दूसरे उद्देश्य के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है और इसे खारिज नहीं किया जाता है। यह औद्योगिक पारिस्थितिकी का एक उदाहरण है।

बायोमैटिरियल्स में

1990 के बाद से कैल्शियम सिलिकेट सिरेमिक को बायोमेट्रिक के रूप में जांचना शुरू किया गया था। उन्हें हड्डी के ऊतकों के उत्थान में उनके संभावित उपयोग के लिए अध्ययन किया गया है क्योंकि उनके पास अन्य सामग्रियों की तुलना में बेहतर जैवसक्रियता है।

यह इस तथ्य के लिए जिम्मेदार है कि उनके पास सिलिकॉन (सी) है, जो तंत्र में एक आवश्यक भूमिका निभाता है जो नई हड्डी के गठन की ओर जाता है।

कैल्शियम सिलिकेट आधारित सीमेंट्स जैविक तरल पदार्थों में डूबे रहने और ऊतक पुनर्जनन को बढ़ावा देने के लिए कैल्शियम फॉस्फेट / एपेटाइट कोटिंग के गठन को प्रेरित करने की क्षमता रखते हैं।

कैल्शियम सिलिकेट्स बायोमेट्रिक के लिए एक आधार के रूप में कार्य कर सकते हैं जो हड्डियों की मरम्मत की अनुमति देते हैं। https://www.scientificaimations.com/ / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/5.0)। स्रोत: विकिमीडिया कॉमन्स

इन कारणों से इसे हड्डी की मरम्मत के लिए उपयुक्त सामग्री माना जा रहा है।

बायोडेंटाइन में

कैल्शियम सिलिकेट बायोडेंटिन का हिस्सा है। यह एक ऐसी सामग्री है जिसका उपयोग दांतों की छिद्रों, हड्डियों के पुनर्जीवन और दांतों की जड़ों के अंत के लिए भरने के रूप में किया जाता है।

बायोडेंटिन एक कम छिद्र वाली बायोएक्टिव सीमेंट है जिसमें अन्य सामग्रियों की तुलना में अधिक यांत्रिक शक्ति या कठोरता होती है और डेंटिन के समान होती है।

कैल्शियम सिलिकेट्स दांतों में छिद्रों को कवर करने के लिए उपयोग की जाने वाली सामग्रियों का हिस्सा है। जक / सार्वजनिक डोमेन। स्रोत: विकिमीडिया कॉमन्स

यह ट्रिकल कैल्शियम सिलिकेट (Ca ₃ SiO ₅), डाइसीलियम सिलिकेट (Ca ₂ SiO ₅), कैल्शियम कार्बोनेट (CaCO ₃) और जिरकोनियम ऑक्साइड से बना है। जब पानी के साथ मिलाया जाता है, तो कैल्शियम सिलिकेट्स एक चिपचिपा हाइड्रेटेड जेल बनाते हैं जो एक कठिन संरचना बनाने के थोड़ी देर बाद जम जाते हैं।

यह दंत लुगदी की कोशिकाओं पर सकारात्मक प्रभाव डालती है और दांतों में पुलों के गठन को तेज करती है, जहां इसके बंधन, इसकी सूक्ष्मता और संपीड़न के प्रतिरोध की ताकत बाहर खड़ी होती है।

दांतों को ठीक करने के लिए कैल्शियम सिलिकेट के साथ ट्यूब। Shaimaa Abdellatif / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0)। स्रोत: विकिमीडिया कॉमन्स

दूसरे एप्लिकेशन

कैल्शियम सिलिकेट्स को एंटी-काकिंग एजेंट और फिल्टर एड्स के रूप में भी उपयोग किया जाता है।

CaSiO ₃ कैल्शियम मेटासिलिकेट को सिरेमिक में उपयोग किया जाता है, उन उपकरणों में जहां कुछ घर्षण की आवश्यकता होती है, जैसे वाहन ब्रेक और चंगुल, और धातुओं को प्राप्त करने में।

इसकी उच्च चमक और सफेदी के कारण, CaSiO ₃ का उपयोग पेंट और प्लास्टिक को भरने के लिए किया जाता है।

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