Silicate de sodium

Silicate de sodium

Formule,
et échantillon de silicate de soude
Identification
Synonymes

Métasilicate de disodium
Sel disodique de l'acide silicique
trioxosilicate de disodium

No CAS6834-92-0
No EINECS229-912-9
No EE550
SMILES
InChI
Apparencesolide cristallin de formes variables, incolore à blanc,hygroscopique[1].
Propriétés chimiques
Formule bruteNa2O3SiNa2SiO3
Masse molaire[2]122,0632 ± 0,0012 g/mol
Na 37,67 %, O 39,32 %, Si 23,01 %,
Propriétés physiques
fusion1 089 °C[1],
72 °C (pentahydrate),
48 °C (nonahydrate)
Solubilité175 g·L-1 dans l'eau à 20 °C
(200gr selon l'INRS[3])
Masse volumique2,6 g·cm-3[1]
Thermochimie
S0solide113.8 J.K-1.mol
ΔfH0solide-1519 kJ/mol
Précautions
SGH[4]

Danger
H314, H335,
SIMDUT[5]

E,
Directive 67/548/EEC

C



Transport
80
   3253   
Inhalationirritant respiratoire
Peaucorrosif (provoque des brûlures)
Yeuxrisque de brûlures
Composés apparentés
Autres cationsSilicate de potassium
Unités du SI et CNTP, sauf indication contraire.

Le (méta)silicate de sodium (ou Sel disodique de l'acide silicique ou Trioxosilicate de disodium) est une substance chimique de formule Na2SiO3, inodore et très soluble dans l'eau. C'est une base forte formant des solutions très alcalines, corrosives pour la peau et les muqueuses (pH 13 en solution à 1 %).
Le '(méta)silicate de sodium se forme naturellement par réaction de la silice (dioxyde de silicium) avec le carbonate de sodium à l'état fondu. On obtient du silicate de sodium et du dioxyde de carbone.

Na2CO3 + SiO2 → Na2SiO3 + CO2

On le trouve sous deux formes principales

Dans les commerce, ses formes les plus courantes sont

Histoire

Le « verre liquide » a été défini dans Manual of Chemical Technology de Von Wagner (traduit en 1892 en anglais) comme tout silicate alcalin soluble, d'abord observé par Van Helmont en 1640 comme une substance fluide apparaissant lorsqu'on fait fondre du sable (silice) avec un excès d'alcali.

Johann Rudolf Glauber a - en 1648 - produit ce qu'il a appelé de la « silice fluide », à partir de potasse et silice.

Von Fuchs, en 1825, a obtenu du verre liquide par réaction d'acide silicique sur un alcali, le résultat étant soluble dans l'eau « mais non affecté par les changements atmosphériques »[6].

Von Wagner en distingue plusieurs types ; de carbonate de sodium (soude), de potasse, « double » (soude et de potasse), et Fixin. Le type Fixin était un fixatif constitué d'un mélange sursaturé en silice de « verre liquide » (de potasse et de soude), utilisé pour stabiliser des pigments inorganiques à l'eau déposés sur du ciment (pour les enseignes extérieures et murales).

Propriétés

Le silicate de soude est une poudre blanche très soluble dans l'eau, produisant une solution alcaline.

Il fait partie d'une famille de composés apparentés comprenant l'orthosilicate de soude, Na4SiO4, le pyrosilicate, de soude Na6Si2O7 et d'autres composés proches, qui sont tous vitreux, très alcalins, incolores et solubles dans l'eau.

Le silicate de sodium est stable en solution de pH neutre ou alcalin.
Dans une solution acide, l'ion silicate réagit avec les ions hydrogène pour former de l'acide silicique, qui quand il est chauffé et grillé forme le gel de silice, une substance dure et vitreuse.

Désignations chimiques

Chaque substance a son propre numéro de registre CAS et son propre numéro EINECS. Le numéro du CAS ou EINECS du silicate de sodium et d'autres substances apparentées sont les suivants[7] :

Nom de la substance No CAS No EINECS
acide silicique, sel de sodium 1344-09-8 239-981-7
métasilicate de disodium 6834-92-0 229-912-9
silicate de soude 15859-24-2 215-687-4

Usages

Disponible en solution aqueuse et sous forme solide, il est notamment utilisé :

Protection passive contre le feu

Le silicate de soude présente des propriétés expansive et d'incombustibilité intéressantes pour certains usages contre les dégâts du feu.
[Quoi ?]

En solution, ce produit attaque certains métaux dont l'aluminium, l'étain, le plomb, le zinc, le cuivre et leurs alliages en dégageant de l'hydrogène (ce qui induit un risque d'explosion). Il doit pour cette raison être stocké dans du plastique ou de l'inox.

Sa densité est de 2,61,

Écotoxicologie

Elle ne semble pas avoir été très étudiée. Elle semble essentiellement liée à son caractère corrosif, mais atténuée, au moins dans les milieux exposés aux pluies par son caractère lessivable, en raison de sa grande solubilité.

Toxicité

Les effets de toxicité chroniques ne semblent pas avoir été testés chez l'homme[3], mais un cas au moins de forte sensibilisation allergique a été décrit.
Des effets toxiques aigus existent chez l'homme[14],[15],[16],[17],[18], comme chez d'autres organismes animaux (testés en laboratoire). Ils semblent dus à l'alcalinité de la molécule qui par ingestion provoque une hémorragie stomacale et du duodénum, ainsi qu'une érosion de l'intestin grêle. Chez le chien et le porc expérimentalement exposés (quel que soit l'âge de l'animal), au-delà de 250 mg/kg, ce produit a produit des nécroses ulcératives aiguës de l'épithélium du tractus digestif supérieur, des poumons (avec œdème) et des reins (nécrose des tubes rénaux proximaux)[3].

Inhalé, il irrite fortement le tractus respiratoire et corrode les muqueuses olfactives[17]. Des réponses d'hypersensibilité existent chez la souris (mesurées par le gonflement œdémateux de l'oreille) mais il est considéré comme un allergène faible[19],[3];

En exposition prolongée à dose plus faible, il produit une réaction inflammatoire ulcérative de la bouche et muqueuses et des dermites. Les espèces de mammifères y semblent différemment sensibles, par exemple une polydipsie, polyurie et lésions des tubes rénaux apparaissent (chez le chien) pour une exposition à 2 400 mg/kg dans la nourriture durant 4 semaines, mais pas chez le chat)[3].

DL 50 orale

Elle est - pour une solution aqueuse à 10 % - de 1 280 mg/kg (de 847 chez le mâle à 1 350 mg/kg chez la femelle), et pour la souris de 770 mg/kg (de 770 chez la femelle à 820mg/kg chez le mâle)[3].

NOAEL

Elle est de 792 mg/kg/j chez le rat exposé durant 2 ans via son eau de boisson[3].

Les détergents contenant ce produit sont de puissants irritants pour la peau, les yeux et le tractus respiratoire. En poudre anhydre sur la peau, il n'est pas irritant chez les animaux qui (lapin par ex.) ne transpirent pas.

Mutagénicité

il ne semble pas mutagène selon le test d'Ames et chez Bacillus subtilis, il n'induit pas de lésion de l'ADN; on n'a pas détecté d'aberration chromosomique dans la moelle osseuse de souris exposées à 740-1340 mg.kg par voie orale) [20]

Cancérogénicité

Il est théoriquement potentiellement cancérigène en tant qu'agent corrosif, sur les cellules squammeuses de l'œsophage par exemple, mais des rats exposés via leur boisson durant 2 ans à 792 mg/kg/j n'ont pas développé de tumeurs[3].
Il est connu qu'une silicose peut être induite par l'inhalation de particules de silice, mais elle n'est pas observée avec l'inhalation de métasilicate de disodium en solution, probablement car, étant très soluble, il est rapidement et totalement éliminé de l'organisme[3].

Reprotoxicité

Ce produit est reprotoxique chez le rat mais non chez la souris[3]

les rats exposés à 790 à 1 580 ppm dans l'eau de boisson, du sevrage à la fin de la reproduction ont produit 20 % de descendants en moins,
et la survie des petits au sevrage a été fortement affectée (24 % de la normale) (1). Mais aucun effet n'a été observé sur la reproduction des souris gavées de 12,4-50-200mg/kg du 1er au 18e jour de gestation[20].

Voir aussi

Articles connexes

Liens externes


Bibliographie

Références

  1. 1 2 3 METASILICATE DE SODIUM, ANHYDRE, fiche de sécurité du Programme International sur la Sécurité des Substances Chimiques, consultée le 9 mai 2009
  2. Masse molaire calculée d’après « Atomic weights of the elements 2007 », sur www.chem.qmul.ac.uk.
  3. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Fiche toxicologique INRS
  4. Numéro index 014-010-00-8 dans le tableau 3.1 de l'annexe VI du règlement CE N° 1272/2008 (16 décembre 2008)
  5. « Métasilicate de sodium » dans la base de données de produits chimiques Reptox de la CSST (organisme québécois responsable de la sécurité et de la santé au travail), consulté le 25 avril 2009
  6. VonWagner, Rudolf (1892 translation of 13th edition by Willian Crookes) Manual of Chemical Technology
  7. « ESIS: European chemical Substances Information System »(ArchiveWikiwixArchive.isGoogle • Que faire ?) (consulté le 9 avril 2013)
  8. Codex Alimentarius (1989) Noms de catégorie et système international de numérotation des additifs alimentaires. CAC/GL 36-1989, p. 1-35.
  9. How To Store Fresh Eggs
  10. Tom Kelley, « Making and Using Combustible Paper Pistol Cartridges », august, 1995
  11. (en) Kirst, W.J., Self Consuming Paper Cartridges for the Percussion Revolver, Minneapolis, Minnesota, Northwest Development Co.,
  12. 1 2 Helliker, Kevin. "The Killer App for Clunkers Breathes Fresh Life Into 'Liquid Glass'" The Wall Street Journal, 4 August 2009.
  13. Engine Disablement Procedures for the CARS program, cars.gov
  14. Pierces S.W. ; Sodium Metasilicate in alkaline materials. Patty's Tosicology, 5e ed. Wiley J & Sons, New-York, 2001, Vol3 p. 598-600
  15. Sodium Metasilicate ; In : Base de données HSDB, Toxnet
  16. Lewis RJ Hawleys"s condensed chemical dictinary, New-york, John Wiley and sons, 2001
  17. 1 2 Elmore AR ; Cosmetic ingredient review expert Panel. Final report on the safety assessment of potassium silicate, sodium metasilicate and sodium silicate. International Journal of Toxicology, 2005, 24 suppl. 1, p. 103-117
  18. Tanaka T, Miyachi Y, Horiot T, Ulcerative contact dermatitits caused by sodium silicate. Coexistence of primary contact dermatitis and contact urticaria. Arch Dermatol, 1982, Jul ; 118(7):518-520
  19. Karrow NA. et al. odium metasilicate hyypersensitivity in Balb/c mice. American Journal of Contact Dermatitits, 2002, 13, p. 133-139
  20. 1 2 HERA Risk assessment on soluble silicates (draft) http://www.cees-silicates.org/recentpublicationscees.htlm.
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