Формула силиката калия

Определение и формула силиката калия

ОПРЕДЕЛЕНИЕ

Силикат калия – это класс соединений (неорганических солей), основным представителем которых является метасиликат калия.

Химическая формула – $K_2SiO_3$

Молярная масса равна $154,28$ г/моль.

Физические свойства – бесцветное кристаллическое вещество, хорошо впитывающее влагу.

Средняя соль, образованная катионом калия и анионом слабой кремниевой кислоты.

Химические свойства силиката калия

Силикат калия гидролизуется горячей водой:
$K_{2}SiO_{3}+ (n+1) H_{2}O \rightarrow 2KOH + SiO_{2} \cdot nH_2O \downarrow$
Взаимодействует с кислотами:
$K_{2}SiO_{3} + 2HCl \rightarrow 2KCl + SiO_{2} \downarrow + H_2O$
Вступает в химическую реакцию с $CO_2$ :
$K_{2}SiO_{3}+CO_{2} \rightarrow K_{2}CO_{3}+SiO_{2}\downarrow$

Применение

Силикат калия используется в в качестве ингибитора коррозии, в косметической промышленности.

Может использоваться в виде кремнийсодержащего удобрения.

Примеры решения задач

ПРИМЕР 1

Задание

В $1$ литре водного раствора содержится $154,28$ г $K_2SiO_3$ . Рассчитайте осмотическое давление этого раствора при $298 K$ .

Решение

Рассчитаем молярность раствора (молярную концентрацию):

$C_M(K_2SiO_3) = \frac{m(K_2SiO_3)}{M(K_2SiO_3) \cdot V} = \frac{154,28}{154,28 \cdot 1} = 1$ моль/л $= 1000$ моль/м $^3$

Определим приближенно изотонический коэффициент $(i)$ :

$K_2SiO_3 \rightarrow 2K^+ + SiO_{3}^{2-}$

$i = 3$

Рассчитаем осмотическое давление:

$\pi = i \cdot C_M \cdot R \cdot T = 3 \cdot 1000 \cdot 8,314 \cdot 298 = 7,433 \cdot 10^{6} Па = 73,355$ атм

$R$ — газовая постоянная

Ответ

$\pi = 73,355$ атм

ПРИМЕР 2

Задание

Рассчитайте pH раствора $K_2SiO_3$ с концентрацией 1 моль/л.

Решение

Запишем диссоциацию данной соли и химическое уравнение ее гидролиза.

$K_2SiO_3 \rightarrow 2K^+ + SiO_{3}^{2-}$

Молярная концентрация силикат-ионов равна концентрации соли:

$C_M (SiO_{3}^{2-}) = C_M(K_2SiO_3) = 1$ моль / л

Гидролиз соли протекает по уравнению:

$SiO_{3}^{2-} + H_2O \rightleftharpoons HSiO_{3}^{-} + OH^-$

Пусть x — прореагировавшая концентрация соли, тогда текущие концентрации:

$[SiO_{3}^{2-}] = C - x$ моль/л

$[HSiO_{3}^{-}] = x$ моль/л

$[OH^-] = x$ моль/л

Найдем константу гидролиза $(K)$ :

$K = \frac{[HSiO_{3}^{-}] \cdot [OH^-]}{[SiO_{3}^{2-}]} = \frac{[HSiO_{3}^{-}] \cdot [OH^-]}{[SiO_{3}^{2-}]} \cdot \frac{[H^+]}{[H^+]} = \frac{K(H_2O)}{K_2(H_2SiO_3)} =$