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メタケイ酸ナトリウム

更新日：
メタケイ酸ナトリウムの化学構造式

メタケイ酸ナトリウム（Sodium metasilicate）は，化学式 Na2SiO3 で表される無機化合物です。

目次
  1. 1名称
  2. 2化学式と構造
  3. 3物質情報
  4. 4構成要素
  5. 5熱力学的性質
  6. 6溶解度
  7. 7危険有害性
  8. 8製法
  9. 9化学反応
  10. 10参考文献
  11. 11関連物質
  12. 12関連カテゴリ
Amazon.jp で「メタケイ酸ナトリウム」を検索
Amazon.com で「Sodium metasilicate」を検索

名称

物質名称一覧

命名法
Nomenclature
名称
Name
代表的名称
Typical name
メタケイ酸ナトリウム
Sodium metasilicate
組成命名法
Compositional nomenclature
メタケイ酸ナトリウム
Sodium metasilicate
メタケイ酸二ナトリウム
Disodium metasilicate
ケイ酸ナトリウム
Sodium silicate
ケイ酸二ナトリウム
Disodium silicate
付加命名法
Additive nomenclature
トリオキシドケイ酸(2−)ナトリウム
Sodium trioxidosilicate(2−)
catena-ポリ[(ジオキシドケイ酸-μ-オキシド)(2−)]ナトリウム
Sodium catena-poly[(dioxidosilicate-μ-oxido)(2−)]
IUPAC許容慣用名
IUPAC acceptable common names
メタケイ酸ナトリウム
Sodium metasilicate
別名
Other names
水ガラス
Water glass
濃厚水溶液

化学式と構造

化学式一覧

化学式名称
Formula name
化学式
Formula
代表的化学式
Typical formula
Na2SiO3
組成式
Compositional formula
Na2SiO3
構造式
Structural formula
メタケイ酸ナトリウムの化学構造式
構造式 (共役なし)
Structural formula with no conjugation
メタケイ酸ナトリウムの化学構造式 (共役なし)
電子式 (ルイス構造式)
Lewis structure
メタケイ酸ナトリウムの電子式 (ルイス構造式)
電子式 (ルイス構造式, 色付き)
Colored Lewis structure
メタケイ酸ナトリウムの電子式 (ルイス構造式, 色付き)

物質情報

物質情報一覧

項目
Item
値
Value
名称
Name
メタケイ酸ナトリウム
Sodium metasilicate
化学式
Formula
Na2SiO3
外観
Appearance
無色の固体
Colorless solid
臭気
Odor
無臭
Odorless
モル質量
Molar mass
122.062 g/mol
密度
Density
2.614 g/cm3[1]
固体
2.63 g/cm3[2]
固体
融点
Melting point
1089 °C[1]
911 °C[2]
沸点
Boiling point
–

構成要素

構成イオン

イオン
Ion
名称
Name
電荷数
Charge number
個数
Number
Na+ナトリウムイオン12
SiO32−メタケイ酸イオン-21

構成原子

原子
Atom
名称
Name
酸化数
Oxidation state
個数
Number
Naナトリウム+12
Siケイ素+41
O酸素−23

原子の比率

原子
Atom
原子量
Atomic weight
個数
Number
原子比率
Atomic ratio
重量比率
Weight ratio
Na22.990233.33%37.67%
Si28.085116.67%23.01%
O15.999350.00%39.32%
NaSiO原子比率
NaSiO重量比率

熱力学的性質

相転移特性

項目
Item
値
Value
融解熱
Enthalpy of fusion
51.8 kJ · mol−1[1][2]
at 1089°C
蒸発熱
Enthalpy of vaporization
–
蒸発熱 (25°C)
Enthalpy of vaporization at 25°C
–
その他転移エンタルピー
Enthalpy of other transition
–

標準熱力学特性

状態
State
標準生成
エンタルピー
ΔfH°
kJ · mol−1		標準生成
ギブス
エネルギー
ΔfG°
kJ · mol−1		標準モル
エントロピー
S°
J · K−1 · mol−1		標準モル
定圧熱容量
Cp°
J · K−1 · mol−1
結晶性固体−1554.90[3]−1462.80[3]113.85[3]–
ガラス状液体−1540.1[3]–––
水溶液−1586.2[3]–––
結晶性固体
5水和物
−3048.5[3]–––
結晶性固体
9水和物
−4228.8[3]–––

溶解度

溶解性

反応
Reactive
H2O[1]水 + 🔥
混和
Miscible
易溶
Very soluble
可溶
Soluble
H2O[1]水
微溶
Slightly soluble
難溶
Very slightly soluble
不溶
Insoluble
C2H5OH[1]エタノール

危険有害性

GHSラベル[4]

項目
Item
値
Value
危険有害性絵表示
Hazard pictograms
GHS07: 感嘆符
GHS07: 感嘆符
GHS05: 腐食
GHS05: 腐食
GHS08: 健康有害性
GHS08: 健康有害性
注意喚起語
Signal word
危険
危険有害性情報
Hazard statements
H302: 飲み込むと有害
H314: 重篤な皮膚の薬傷や眼損傷性
H318: 重篤な眼損傷性
H371: 臓器への傷害のおそれ
H371: 神経系への傷害のおそれ

物理的危険性[4]

分類区分表示危険有害性情報
爆発物分類対象外
引火性気体分類対象外
エアゾール分類対象外
酸化性気体分類対象外
高圧ガス分類対象外
引火性液体分類対象外
引火性固体区分外
自己反応性化学品分類不可
(データ不足)
自然発火性液体分類対象外
自然発火性固体区分外
自己発熱性化学品区分外
水反応引火性化学品区分外
酸化性液体分類対象外
酸化性固体分類不可
(データ不足)
有機過酸化物分類対象外
金属腐食性物質分類不可
(データ不足)
鈍性化爆発物データなし

健康有害性[4]

分類区分表示危険有害性情報
急性経口毒性区分4
GHS07: 感嘆符
警告
H302: 飲み込むと有害
急性経皮毒性分類不可
(データ不足)
急性吸入毒性
(気体)		分類対象外
急性吸入毒性
(蒸気)		分類不可
(データ不足)
急性吸入毒性
(粉塵・ミスト)		分類不可
(データ不足)
皮膚腐食性/刺激性区分1
GHS05: 腐食
危険
H314: 重篤な皮膚の薬傷や眼損傷性
重篤な眼損傷性/眼刺激性区分1
GHS05: 腐食
危険
H318: 重篤な眼損傷性
呼吸器感作性分類不可
(データ不足)
皮膚感作性分類不可
(データ不足)
生殖細胞変異原性区分外
発がん性分類不可
(データ不足)
生殖毒性分類不可
(データ不足)
特定標的臓器毒性
(単回ばく露)		区分2
(神経系)
GHS08: 健康有害性
警告
H371: 臓器への傷害のおそれ
H371: 神経系への傷害のおそれ
特定標的臓器毒性
(反復ばく露)		区分外
誤えん有害性分類不可
(データ不足)

環境有害性[4]

分類区分表示危険有害性情報
水生環境有害性
(短期)		区分外
水生環境有害性
(長期)		区分外
オゾン層への有害性データなし

製法

酸と塩基の反応

酸と塩基が反応すると，メタケイ酸ナトリウムが生成する場合があります。

メタケイ酸と水酸化ナトリウムの反応
◆
ΔrG−85.7 kJ/mol
K1.03 × 1015
pK−15.01
H2SiO3メタケイ酸 + 2NaOH水酸化ナトリウム
⟶
Na2SiO3メタケイ酸ナトリウム + 2H2O水
ケイ酸と水酸化ナトリウムの反応
◆
ΔrG−82.3 kJ/mol
K2.62 × 1014
pK−14.42
H4SiO4ケイ酸 + 2NaOH水酸化ナトリウム
⟶
Na2SiO3メタケイ酸ナトリウム + 3H2O水

塩基と酸性酸化物の反応

水酸化ナトリウムと二酸化ケイ素が反応すると，メタケイ酸ナトリウムと水が生成します。

水酸化ナトリウムと二酸化ケイ素の反応
◆
ΔrG−84.30 kJ/mol
K5.87 × 1014
pK−14.77
2NaOH水酸化ナトリウム + SiO2二酸化ケイ素
⟶
Na2SiO3メタケイ酸ナトリウム + H2O水

塩基性酸化物と酸の反応

塩基性酸化物と酸が反応すると，メタケイ酸ナトリウムが生成する場合があります。

酸化ナトリウムとメタケイ酸の反応
◆
ΔrG−232.1 kJ/mol
K4.59 × 1040
pK−40.66
Na2O酸化ナトリウム + H2SiO3メタケイ酸
⟶
Na2SiO3メタケイ酸ナトリウム + H2O水
酸化ナトリウムとケイ酸の反応
◆
ΔrG−228.7 kJ/mol
K1.17 × 1040
pK−40.07
Na2O酸化ナトリウム + H4SiO4ケイ酸
⟶
Na2SiO3メタケイ酸ナトリウム + 2H2O水

塩基性酸化物と酸性酸化物の反応

酸化ナトリウムと二酸化ケイ素が反応すると，メタケイ酸ナトリウムが生成します。

酸化ナトリウムと二酸化ケイ素の反応
◆
ΔrG−230.70 kJ/mol
K2.61 × 1040
pK−40.42
Na2O酸化ナトリウム + SiO2二酸化ケイ素
⟶
Na2SiO3メタケイ酸ナトリウム

弱塩基の塩と強塩基の反応

弱塩基の塩と強塩基が反応すると，メタケイ酸ナトリウムが生成する場合があります。

メタケイ酸マンガン(II)と水酸化ナトリウムの反応
◆
ΔrG−78.3 kJ/mol
K5.22 × 1013
pK−13.72
MnSiO3メタケイ酸マンガン(II) + 2NaOH水酸化ナトリウム
⟶
Na2SiO3メタケイ酸ナトリウム + Mn(OH)2水酸化マンガン(II)
メタケイ酸鉄(II)と水酸化ナトリウムの反応
FeSiO3メタケイ酸鉄(II) + 2NaOH水酸化ナトリウム
⟶
Na2SiO3メタケイ酸ナトリウム + Fe(OH)2水酸化鉄(II)

活性金属と酸の反応

ナトリウムとメタケイ酸が反応すると，メタケイ酸ナトリウムと水素が生成します。

ナトリウムとメタケイ酸の反応
◆
ΔrG−370.4 kJ/mol
K7.79 × 1064
pK−64.89
2Naナトリウム + H2SiO3メタケイ酸
⟶
Na2SiO3メタケイ酸ナトリウム + H2↑水素

非金属と水酸化物塩基の反応

ケイ素と水酸化ナトリウムが反応すると，メタケイ酸ナトリウムと水素化ナトリウム，水が生成します。

ケイ素と水酸化ナトリウムの反応
◆
ΔrG−248.87 kJ/mol
K3.98 × 1043
pK−43.60
Siケイ素 + 4NaOH水酸化ナトリウム
⟶
Na2SiO3メタケイ酸ナトリウム + 2NaH水素化ナトリウム + H2O水

化学反応

電離反応

メタケイ酸ナトリウムが電離すると，ナトリウムイオンとメタケイ酸イオンが生成します。

メタケイ酸ナトリウムの電離
Na2SiO3メタケイ酸ナトリウム
⟶
2Na+ナトリウムイオン + SiO32−メタケイ酸イオン

強酸との反応

メタケイ酸ナトリウムと強酸が反応すると，強酸の塩とメタケイ酸が生成します。

メタケイ酸ナトリウムと塩化水素の反応
◆
ΔrG−207.3 kJ/mol
K2.08 × 1036
pK−36.32
Na2SiO3メタケイ酸ナトリウム + 2HCl塩化水素
⟶
2NaCl塩化ナトリウム + H2SiO3↓メタケイ酸
メタケイ酸ナトリウムと臭化水素の反応
◆
ΔrG−220.7 kJ/mol
K4.62 × 1038
pK−38.66
Na2SiO3メタケイ酸ナトリウム + 2HBr臭化水素
⟶
2NaBr臭化ナトリウム + H2SiO3↓メタケイ酸
メタケイ酸ナトリウムとヨウ化水素の反応
◆
ΔrG−205.1 kJ/mol
K8.55 × 1035
pK−35.93
Na2SiO3メタケイ酸ナトリウム + 2HIヨウ化水素
⟶
2NaIヨウ化ナトリウム + H2SiO3↓メタケイ酸
メタケイ酸ナトリウムと過塩素酸の反応
Na2SiO3メタケイ酸ナトリウム + 2HClO4過塩素酸
⟶
2NaClO4過塩素酸ナトリウム + H2SiO3↓メタケイ酸
メタケイ酸ナトリウムと塩化水素の反応
◆
ΔrG−208.65 kJ/mol
K3.58 × 1036
pK−36.55
Na2SiO3メタケイ酸ナトリウム + 2HCl塩化水素
⟶
2NaCl塩化ナトリウム + SiO2二酸化ケイ素 + H2O水

還元性化学種との反応

ナトリウムとメタケイ酸ナトリウムが反応すると，酸化ナトリウムとケイ素が生成します。

ナトリウムとメタケイ酸ナトリウムの反応
◆
ΔrG336.42 kJ/mol
K0.12 × 10−58
pK58.94
4Naナトリウム + Na2SiO3メタケイ酸ナトリウム
🔥
⟶
3Na2O酸化ナトリウム + Siケイ素

沈殿反応

水溶液中に特定の化学種が存在すると，メタケイ酸ナトリウムと反応して沈殿が生成します。

塩化マグネシウムとメタケイ酸ナトリウムの反応
◆
ΔrG−175.78 kJ/mol
K6.24 × 1030
pK−30.80
MgCl2塩化マグネシウム + Na2SiO3メタケイ酸ナトリウム
💧
⟶
MgSiO3↓メタケイ酸マグネシウム + 2NaCl塩化ナトリウム
臭化マグネシウムとメタケイ酸ナトリウムの反応
◆
ΔrG−193.5 kJ/mol
K7.94 × 1033
pK−33.90
MgBr2臭化マグネシウム + Na2SiO3メタケイ酸ナトリウム
💧
⟶
MgSiO3↓メタケイ酸マグネシウム + 2NaBr臭化ナトリウム
ヨウ化マグネシウムとメタケイ酸ナトリウムの反応
◆
ΔrG−213.2 kJ/mol
K2.24 × 1037
pK−37.35
MgI2ヨウ化マグネシウム + Na2SiO3メタケイ酸ナトリウム
💧
⟶
MgSiO3↓メタケイ酸マグネシウム + 2NaIヨウ化ナトリウム
塩化カルシウムとメタケイ酸ナトリウムの反応
◆
ΔrG−107.0 kJ/mol
K5.57 × 1018
pK−18.75
CaCl2塩化カルシウム + Na2SiO3メタケイ酸ナトリウム
💧
⟶
CaSiO3↓メタケイ酸カルシウム + 2NaCl塩化ナトリウム
臭化カルシウムとメタケイ酸ナトリウムの反応
◆
ΔrG−121.2 kJ/mol
K1.71 × 1021
pK−21.23
CaBr2臭化カルシウム + Na2SiO3メタケイ酸ナトリウム
💧
⟶
CaSiO3↓メタケイ酸カルシウム + 2NaBr臭化ナトリウム

分解反応

メタケイ酸ナトリウムが分解すると，酸化ナトリウムと二酸化ケイ素が生成します。

メタケイ酸ナトリウムの分解
◆
ΔrG230.70 kJ/mol
K0.38 × 10−40
pK40.42
Na2SiO3メタケイ酸ナトリウム
🔥
⟶
Na2O酸化ナトリウム + SiO2二酸化ケイ素
メタケイ酸ナトリウムの分解
◆
ΔrG1087.34 kJ/mol
K0.32 × 10−190
pK190.49
Na2SiO3メタケイ酸ナトリウム
🔥
⟶
Na2O酸化ナトリウム + Siケイ素 + O2↑酸素
メタケイ酸ナトリウムの分解
◆
ΔrG3588.4 kJ/mol
K0.22 × 10−628
pK628.66
3Na2SiO3メタケイ酸ナトリウム
🔥
⟶
3Na2O酸化ナトリウム + 3Siケイ素 + 2O3↑オゾン

水溶液の電気分解

メタケイ酸ナトリウム水溶液を電気分解すると，種々の生成物が生成します。

水の電気分解
◆
ΔrG474.258 kJ/mol
K0.82 × 10−83
pK83.09
2H2O水
⚡
⟶
2H2↑水素 + O2↑酸素
メタケイ酸ナトリウム水溶液の電気分解 (水=非酸化還元剤)
◆
ΔrG940.94 kJ/mol
K0.14 × 10−164
pK164.85
Na2SiO3メタケイ酸ナトリウム + H2O水
💧⚡
⟶
2NaOH水酸化ナトリウム + Siケイ素 + O2↑酸素
メタケイ酸ナトリウム水溶液の電気分解 (水=酸化剤)
Na2SiO3メタケイ酸ナトリウム + 3H2O水
💧⚡
⟶
2NaOH水酸化ナトリウム + 2O2↑酸素 + SiH4シラン
メタケイ酸ナトリウム水溶液の電気分解 (水=還元剤)
◆
ΔrG1174.50 kJ/mol
K0.17 × 10−205
pK205.76
Na2SiO3メタケイ酸ナトリウム + 3H2O水
💧⚡
⟶
2NaOH水酸化ナトリウム + Siケイ素 + 2H2O2過酸化水素
メタケイ酸ナトリウム水溶液の電気分解 (水=酸化剤)
Na2SiO3メタケイ酸ナトリウム + 7H2O水
💧⚡
⟶
2NaOH水酸化ナトリウム + 4H2O2過酸化水素 + SiH4シラン

溶融塩電解

メタケイ酸ナトリウムの溶融塩を電気分解すると，種々の生成物が生成します。

メタケイ酸ナトリウムの溶融塩電解
◆
ΔrG2925.60 kJ/mol
K0.29 × 10−512
pK512.54
2Na2SiO3メタケイ酸ナトリウム
🔥⚡
⟶
4Naナトリウム + 2Siケイ素 + 3O2↑酸素
メタケイ酸ナトリウムの溶融塩電解
◆
ΔrG1087.34 kJ/mol
K0.32 × 10−190
pK190.49
Na2SiO3メタケイ酸ナトリウム
🔥⚡
⟶
Na2O酸化ナトリウム + Siケイ素 + O2↑酸素

参考文献

参考文献一覧

  1. 1
    James G. Speight (2017)
    Lange's Handbook of Chemistry, 17th edition
    McGraw Hill Education
  2. 2
    John R. Rumble Jr, David R. Lide, Thomas J. Bruno (2019)
    CRC Handbook of Chemistry and Physics 100th Edition
    CRC Press
  3. 3
    Janiel J. Reed (1989)
    The NBS Tables of Chemical Thermodynamic Properties: Selected Values for Inorganic and C1 and C2 Organic Substances in SI Units
    National Institute of Standards and Technology (NIST)
    • 4
      化学物質管理センター
      GHS分類結果
      独立行政法人 製品評価技術基盤機構
      Amazon.jp で「メタケイ酸ナトリウム」を検索
      Amazon.com で「Sodium metasilicate」を検索