સોડિયમ સિલિકેટ (sodium silicate) : વિવિધ સિલિસિક ઍસિડના સોડિયમ ક્ષારો. ઘણા સોડિયમ સિલિકેટ જાણીતા છે. સોડિયમ કાર્બોનેટ અને સિલિકા(SiO2, શુદ્ધ રેતી)ના સંગલન(fusion)થી જે વિવિધ નીપજો મળે છે તેમાં Na : Siનો ગુણોત્તર લગભગ 4 : 1થી 1 : 4નો જોવા મળે છે. કેટલાક સિલિકેટ જળયુક્ત (hydrated) પણ હોય છે. આ સંયોજનો એવાં અનન્ય (unique) છે કે તેમનામાંના ઘટકો(Na2O અને SiO2)માં ફેરફાર કરીને ઇચ્છિત ગુણધર્મોવાળી નીપજ મેળવી શકાય છે. વ્યાપારી સોડિયમ સિલિકેટની 40 જેટલી જાતો જોવા મળે છે અને તે દરેકનો વિશિષ્ટ ઉપયોગ હોય છે, જે સિલિકેટોમાં મોલર (molar) ગુણોત્તર 1Na2O/1.6SiO2થી 1Na2O/4SiO2 હોય તેમને કલિલી (colloidal) સિલિકેટ કહે છે. સોડિયમ મેટાસિલિકેટમાં આ ગુણોત્તર 1Na2O/1SiO2 હોય છે. Na2Oનું પ્રમાણ થોડું વધુ (11 Na2O/1SiO2) હોય તેને સોડિયમ સેસ્ક્વી સિલિકેટ (Na4SiO4·Na2SiO3·11H2O) અને તેથી પણ વધુ Na2O ધરાવતા સિલિકેટને સોડિયમ ઑર્થોસિલિકેટ [Na4SiO4 (નિર્જળ); 2Na2O·SiO2·5H2O (જળયુક્ત)] કહે છે. Na : Si ગુણોત્તર 3.2થી 4 હોય તેવા સિલિકેટ જલકાચ (water glass) અથવા દ્રાવ્ય કાચ તરીકે ઓળખાય છે, જે પાણીમાં દ્રાવ્ય હોય છે. (જુઓ જલકાચ.)
ઉત્પાદન : સોડિયમ કાર્બોનેટ અને સિલિકાને ભઠ્ઠીમાં પિગાળતાં 1300° સે.થી 1400° સે. તાપમાને નીચેની પ્રક્રિયા થાય છે :
Na2CO3 + nSiO2 → Na2O·nSiO2 + CO2
જલકાચના ઉત્પાદન માટેનો ક્રમદર્શી નકશો
મોટા ભાગના વ્યાપારી સિલિકેટોમાં nનું મૂલ્ય 2.0 કે 3.2 જેટલું હોય છે. મધ્યવર્તી (intermediate) સંઘટનો પણ ઘટકોના યોગ્ય મિશ્રણ વડે બનાવી શકાય છે. વધુ આલ્કલાઇન ગુણોત્તરવાળો સિલિકેટ મિશ્રણમાં કૉસ્ટિક સોડા (NaOH) ઉમેરીને અથવા શરૂઆતમાં જ રેતીને કૉસ્ટિક સોડા સાથે પિગાળીને બનાવવામાં આવે છે.
2NaOH + nSiO2 → Na2O·nSiO2 + H2O
ભઠ્ઠીમાંથી બહાર આવતા પિગાળને પાણી વડે ભાંગી નાખતાં મળતી નીપજ પારદર્શક (clear), રંગવિહીનથી સફેદ કે રાખોડી સફેદ અથવા આછા ભૂરાશ પડતા લીલા રંગના ગાંગડા આપે છે, જે કાચ જેવા દેખાય છે. તેને જલકાચ કહે છે; પણ સામાન્ય કાચથી વિરુદ્ધ તે પાણીમાં દ્રાવ્ય હોય છે. નીપજનો રંગ તેમાં રહેલી 1 % કરતાં ઓછી એવી અશુદ્ધિ(સામાન્ય રીતે આયર્ન)ને કારણે હોય છે.
સિલિકેટનાં કેટલાંક સ્વરૂપો પાણીમાં ઓછાં દ્રાવ્ય તો કેટલાંક અદ્રાવ્ય હોય છે. પાણીમાં ઓગાળતાં જલકાચ ચાસણી જેવું (syrupy) પ્રવાહી આપે છે. જો સીધું જ પ્રવાહી મેળવવું હોય તો પિગાળ (melt) ભઠ્ઠીમાંથી સીધો ખુલ્લા, પરિભ્રામી (rotary) દ્રવકારક(dissolver)માં જાય છે, જ્યાં વરાળ અને પાણીને કારણે તે જલયુક્ત બને છે. બે પૈકી ગમે તે રીતે બનાવેલું દ્રાવણ શક્ય તેટલું સાંદ્ર રાખવામાં આવે છે. એક ટન જલકાચ બનાવવા 156 કિગ્રા. Na2CO3 અને 293 કિગ્રા. રેતીની જરૂર પડે છે. કેટલાક વ્યાપારી સિલિકેટ સારણીમાં દર્શાવ્યા છે.
સારણી : કેટલાક વ્યાપારી સિલિકેટ
| નામ | રાસાયણિક સૂત્ર | આણ્વિક ગુણોત્તર
Na2O : SiO2 |
| સોડિયમ મેટાસિલિકેટ (નિર્જળ) | Na2O·SiO2 | 1.0 |
| સોડિયમ મેટાસિલિકેટ પેન્ટાહાઇડ્રેટ | Na2O·SiO2·5H2O | 1.0 |
| સોડિયમ સેસ્ક્વિસિલિકેટ | 3Na2O·2SiO2 | 1.5 |
| સોડિયમ ઑર્થોસિલિકેટ | 2Na2O·SiO2 | 2.0 |
| સોડિયમ ઑર્થોસિલિકેટ (જલયુક્ત) | 2Na2O·SiO2·5H2O | 2.0 |
સોડિયમ મેટાસિલિકેટ સફેદ, દાણાદાર પદાર્થ રૂપે મળે છે; જેનું ગ.બિં. 1089° સે., સ્થૂળ (bulk) ઘનતા 2.61 અને તેમાં કુલ Na2Oનું પ્રમાણ 51.5 % (સક્રિય Na2O 48.6 %) હોય છે. તેના 1 %ના જલીય દ્રાવણનું pH મૂલ્ય 12.6 હોય છે. પેન્ટાહાઇડ્રેટનું ગ.બિં. 72.2° સે., કુલ Na2Oનું પ્રમાણ 29.3 % (સક્રિય Na2O 27.8 %) અને ઘનતા 1.75 હોય છે. ઍસિડ દ્વારા તેમજ આલ્કલાઇન મૃદાઓ (alkaline earths) તથા ભારે ધાતુઓના આયનો વડે તેનું અવક્ષેપન થાય છે. સોડિયમ ઑર્થોસિલિકેટ સફેદ, પતરીરૂપ (flaky) પદાર્થ છે. તેમાં કુલ Na2Oનું પ્રમાણ 60.8 % હોય છે. તેના 1 %ના જલીય દ્રાવણનું pH મૂલ્ય 13.0 હોય છે. સોડિયમ સેસ્ક્વિસિલિકેટ સફેદ, દાણાદાર અને પાણીમાં દ્રાવ્ય પદાર્થ છે. તે સોડિયમ કાર્બોનેટ કરતાં ઓછો આલ્કલાઇન અને અદહનશીલ (noncombustible) છે.
સિલિકેટોનો ઉપયોગ કપડાંની ધોલાઈ(laundry)માં, ડેરી-ઉદ્યોગમાં અને ધાતુઓ તથા ફરસની સફાઈ માટે, પ્રક્ષાલક સંરૂપણો(formulations)માં પાયાના એક ઘટક તરીકે, કાગળ પરની શાહી દૂર કરવા, વિરંજન-સહાયક તરીકે થાય છે. કાચ અને પોર્સિલીન માટે સિલિકેટ સિમેન્ટ તરીકે કામ આપે છે. દળવાના પથ્થરો અને અપઘર્ષક (abrasive) ચક્રો માટે બંધક તરીકે તેમજ છાપકામની કેટલીક પદ્ધતિઓમાં તે ઉપયોગમાં લેવાય છે. અગાઉ ઈંડાંની જાળવણી માટે તે ઘરગથ્થુ પરિરક્ષક (preservative) તરીકે પણ વપરાતો હતો. આ ઉપરાંત ઉદ્દીપકોમાં, સિલિકા જેલ (gel) બનાવવામાં (pH મૂલ્ય 3થી 9 વચ્ચે), આસંજકોમાં, પાણી અને કેટલાક અયસ્કોને માવજત આપવામાં, જમીનના ઘનીકરણ (solidification) માટે, વર્ણકો(pigments)માં, શારકામ માટેનાં તરલોમાં, ઢાળણકામનાં બીબાંઓમાં, પીસેલા ચૂના (mortar) અને સિમેન્ટને જલાભેદ્ય (waterproof) બનાવવા, જ્વાલામંદક (flame retardant) તરીકે, રાસાયણિક પાત્રોના અસ્તર માટે, તેલના પુનરુત્પાદન(recovery)માં તેમજ ચામડાં કમાવવા માટેના મંદ આલ્કલાઇન પદાર્થ તરીકે તથા ખાદ્ય-ઉમેરણ તરીકે પણ સિલિકેટનો ઉપયોગ થાય છે.
જ. દા. તલાટી