مهندسة تقنية
أتمتة صناعية, كلية الهندسة التقنية

زجاج الماء أو الزجاج القابل للذوبان، ويسمى أيضًا سيليكات الصوديوم (Na2SiO3)، وهو مركّب مكوّن من أكسيد الصوديوم (Na2O) والسيليكا (ثاني أوكسيد السيليكون SiO2)، والتي تشكّل في مجموعها مادة صلبة زجاجية، ومن جهة أخرى تتمتع بخاصية قابلية الذوبان في الماء. يُباع الزجاج المائي على شكل كتل صلبة أو مساحيق أو كسائل شفاف.

بعض المعلومات عن زجاج الماء:

  • المظهر: عديم اللون عندما يكون نقيًا، أو أخضر غامق أو أزرق عندما يكون مشابًا.

  • الكثافة: 2.40-2.61 g/cm³.

  • الكتلة المولية: 122.06 g/mol.

تم تصنيع هذا النوع من الزجاج منذ القرن التاسع عشر، ولم تتغير مبادئ تصنيعه منذ ذلك الوقت. أما عن كيفية التصنيع، فذلك يتم عن طريق تسخين كميات مختلفة من مسحوق الصودا (كربونات الصوديوم Na2CO3) ورمل السيليكا في فرن عند درجات حرارة عالية تتراوح بين 1000-1400 درجة مئوية (حوالي 1800-2500 درجة فهرنهايت)، وينتج عن هذه العملية إطلاق ثاني أوكسيد الكربون CO2 وإنتاج سيليكات الصوديوم وفق المعادلة:

إذن، ينتج عن هذا التسخين في درجات حرارة عالية كتل زجاجية مدمجة تسمى Cullet، والتي تُبرّد وتُباع كما هي بشكل كتل، أو يتم طحنها وبيعها كمساحيق. يمكن إعادة تذويب الزجاج المائي بوضعه في مفاعلات مضغوطة للتذويب في الماء الساخن، ثم يُبرّد المحلول ليصبح سائل لزج ويُباع في جرارات صغيرة أو خزانات أو براميل.

يمكنك أيضًا تحضير سائل سيليكات الصوديوم بشكل مباشر عن طريق إذابة رمل السيليكا تحت الضغط، في محلول مائي ساخن من الصودا الكاوية (هيدروكسيد الصوديوم NaOH)، وإليك المعادلة التي تعبّر عن طريقة التحضير:

كلما زادت نسبة السيليكا المضافة بالنسبة هيدروكسيد الصوديوم، وكلما زاد تركيز كِلا المكوّنين، كان المحلول الناتج أكثر لزوجة. هذه اللزوجة ناتجة عن تشكّل بوليميرات السيليكا (السيليكا بوليمر)؛ إذ ترتبط ذرات السيليكون (Si) والأوكسجين (O) عن طريق تشكيل روابط تساهمية في هياكل سلسلة أو حلقات كبيرة مشحونة بشحنة سالبة، وتحتوي على أيونات الصوديوم المشحونة بشحنة موجبة، بالإضافة لجزيئات الماء. يمكن أيضًا تجفيف المحاليل عالية اللزوجة عن طريق رشّها، مما يشكّل حبيبات صغيرة على شكل خرز يشبه الزجاج العادي من سيليكات الصوديوم المائية.

تجعل الخصائص سالفة الذكر سيليكات الصوديوم المائية مثالية للاستخدام في المنتجات الاستهلاكية، مثل مساحيق الغسيل والمنظفات الخاصة بغسالات الصحون، إذ أن زجاج الماء المذاب معتدل إلى قلوي الوسط، وفي المنظفات؛ تساعد هذه الخاصية في إزالة الزيوت والدهون، وتفكيك النشا والبروتينات، وإزالة الحبر من نفايات الورق.

استخدامات أخرى لزجاج الماء:

  • صنع حبات أو عبوات جل السيليكا، والتي تستخدم لحماية الملابس والإلكترونيات من الرطوبة.

  • يتم استخدام المادة الكيميائية في الحماية السلبية من الحرائق.

  • صناعة الإسمنت.

  • تثبيت فتحات التجويف عند حفر الآبار.

  • صناعة الكرتون.

  • معالجة مياه الصرف الصحي.

  • حفظ الطعام، مثل وضع البيض الطازج في محلول زجاج الماء، يحافظ على مسام البيض من البكتريا والغازات، لذلك يمكن استخدامه للحفاظ على البيض عندما لا يكون هناك مجال لوضعه في البراد.

  • إصلاح السيارات.

  • معالجة الأخشاب والمنسوجات.

  • يستخدم الزجاج السائل للمساعدة في عملية تصلّب الحجر الصناعي.

أكمل القراءة

0

هل لديك إجابة على "ما هو الزجاج المائي"؟