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水玻璃模數(shù)的相關(guān)問題

水玻璃的模數(shù)分析:                                      2012/11/29
A、鈉水玻璃:的分子式為Na2O.nSiO2。 d=2.27 g/cm3   d=2.2~2.6 g/cm3
B、鉀水玻璃:的分子式K2O.nSiO2。    d=2.32  g/cm3   d=2.2~2.6 g/cm3
水玻璃模數(shù)(M)Modulus即是水玻璃中的二氧化硅(Si02)克分子數(shù)與氧化鈉(Na20)克分子數(shù)之比, 即M = Si02克分子數(shù)/Na20克分子數(shù)。

 Na20的克分子數(shù)= Na20含量/Na20相對分子量
 Si02的克分子數(shù)= Si02含量/Si02相對分子量

相對分子量?  由元素周期表查出相對原子質(zhì)量
Na2O 的相對分子量=23×2+16=62    Na的相對原子質(zhì)量=22.99=23       
SiO2的相對分子量=28+16×2=60      Si的相對原子質(zhì)量=28.09=28
Na2O SiO2的相對分子量=62+60=122
n=SiO2的相對分子量 / Na2O 的相對分子量  =60 / 62

例如: 
現(xiàn)有模數(shù)M=3.0、濃度為50 Bé的水玻璃, 要求將其模數(shù)M降為2.5, 求該向1 00 克樣品中加入氫氧化鈉的量X(克)。
解題: 已知M= 3.0、濃度50Bé,時水玻璃的氧化鈉(Na20)含量為12.2%。
則Na20的克分子數(shù)= Na20含量/Na20分子量=12.2 / 61.99= 0.1968
故Si02的克分子數(shù)=0.1968 x 3.0= 0.5904
若Si02克分子數(shù)不變, 要求M=2.5
Na20克分子數(shù)應(yīng)為0.5904 / 2.5=0.2362
故需加入Na20克分子數(shù)=0.2362-0.1968= 0.0394
根據(jù)化學反應(yīng)式將氧化鈉克分子數(shù)換算成氫氧化鈉重量 x
2 Na0H = Na20 十H2O     Na=23    O=16     H=1
80     1
X      O.0394          所以X = 80 x 0 .0394 = 3.15 克

產(chǎn)品技術(shù)數(shù)據(jù):

PROPERTY a b c d
SPECIFIC GRAVITY (at 20 ℃) 1.690 max 1.590 min 1.380 min 1.260 min
INSOLUBILITY 0.2% max 0.2% max 0.2% max 0.2% max
Na2O 17 ~ 18% 14 ~ 15% 9 ~ 10% 6 ~ 7%
SiO2 36 ~ 38 % 34 ~ 36% 28 ~ 30% 23 ~ 25%
IRON DIOXIDE 0.05 % max 0.05 % max 0.03% max 0.03% max
M 2.18~2.17 2.50~2.48 3.20~3.1 3.95~3.68
59.2 53.8 40.0 30.0

二氧化硅(%) ≥24.6 ≥26.0 ≥25.7   ≥29.2
氧化鈉(%) ≥7.0 ≥8.2 ≥10.2   ≥12.8
波美度 35.0-37.0 39.0-41.0 44.0-46.0   50.0-52.0
水不溶物(%) ≤0.20 ≤0.38 ≤0.38   ≤0.36
鐵(%) ≤0.02 ≤0.09 ≤0.09   ≤0.08
模數(shù) 3.5-3.7 3.1-3.4 2.6-2.9   2.2-2.5

鈉水玻璃的模數(shù)M =1.0315×(SiO2% / Na2O%)中 1.0315是?
因為Na20的克分子數(shù)= Na20含量/Na20相對分子量=Na20含量/62
  Si02的克分子數(shù)= Si02含量/Si02相對分子量=Si02含量/60
而M=Si02克分子數(shù)/Na20克分子數(shù)
       Si02含量 / 60      62 × Si02含量            Si02含量
M=----------------------------=-------------------------=1.0315 × ------------
Na20含量 / 62     60 × Na20含量             Na20含量

水玻璃模數(shù)M的大小僅表示鈉水玻璃中SiO2和Na2O的物質(zhì)的量比。 
M= nSiO2 / mNa2O = 1.032 WSiO2 / WNa2O 
式中WSio2、WNa20:分別為硅酸鈉中SiO2和Na2O的質(zhì)量百分數(shù)(%)。

質(zhì)量分數(shù)計算舉例
質(zhì)量分數(shù)(mass fraction)指溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)是溶質(zhì)質(zhì)量與溶液質(zhì)量之比。也指混合物中某種物質(zhì)質(zhì)量占總質(zhì)量的百分比。

物質(zhì)的量就是摩爾數(shù)(多少摩爾),用n表示。   
 n == m / M   式中 
n:摩爾數(shù)(多少mol) 
m:物質(zhì)的(絕對)質(zhì)量(g) 
M:物質(zhì)的摩爾質(zhì)量 (g /mol)   
物質(zhì)的摩爾質(zhì)量就是1mol分子的絕對質(zhì)量,計量單位是克,數(shù)值上等于相對
的分子質(zhì)量。   
n == v /(22.4升/ mol)   式中   
n:摩爾數(shù)(多少mol)   
v:氣體的(絕對)體積(升)   
22.4升/ mol:氣體的摩爾體積   

例1:
今有鐵粉若干克,與足量鹽酸反應(yīng),生成了1.6升氫氣(標況體積),求鐵粉的質(zhì)量?   
Fe + 2HCl == FeCl2 + H2    
Fe + 2HCl == FeCl2 + H2         Fe鐵的相對原子質(zhì)量=55.85=56
X/56=1.6/22.4=0.071(摩爾數(shù)之比)   
所以得 X==4(g)   

求水玻璃的模數(shù)的步驟?
先測定水玻璃中氧化鈉(Na2O)%百分含量,然后再測定二氧化硅(SiO2%)的百分含量,再按公式計算如下:
鈉水玻璃的模數(shù)M =1.0315×(SiO2% / Na2O%)


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