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水玻璃模數的相關問題

水玻璃的模數分析：                                      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(M)Modulus即是水玻璃中的二氧化硅(Si02)克分子數與氧化鈉(Na20)克分子數之比, 即M = Si02克分子數/Na20克分子數。

Na20的克分子數= Na20含量/Na20相對分子量
Si02的克分子數= 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量
Na2O 的相對分子量＝23×2＋16＝62    Na的相對原子質量＝22.99=23
SiO2的相對分子量＝28+16×2＝60      Si的相對原子質量＝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:
現有模數M=3.0、濃度為50 Bé的水玻璃, 要求將其模數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= Na20含量/Na20分子量＝12.2 / 61.99= 0.1968
故Si02的克分子數＝0.1968 x 3.0= 0.5904
若Si02克分子數不變, 要求M＝2.5
Na20克分子數應為0.5904 / 2.5＝0.2362
故需加入Na20克分子數=0.2362－0.1968= 0.0394
根據化學反應式將氧化鈉克分子數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

產品技術數據：

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
Bé	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	3.5-3.7	3.1-3.4	2.6-2.9	2.2-2.5

鈉水玻璃的模數M =1.0315×（SiO2% / Na2O%)中 1.0315是？
因為Na20的克分子數= Na20含量/Na20相對分子量＝Na20含量/62
  Si02的克分子數= Si02含量/Si02相對分子量＝Si02含量/60
而M＝Si02克分子數/Na20克分子數
       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M的大小僅表示鈉水玻璃中SiO2和Na2O的物質的量比。
M= nSiO2 / mNa2O = 1.032 WSiO2 / WNa2O
式中WSio2、WNa20：分別為硅酸鈉中SiO2和Na2O的質量百分數（%）。

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

物質的量就是摩爾數(多少摩爾)，用n表示。　　
n == m / M 　　式中
n：摩爾數（多少mol）
m：物質的（絕對）質量（g）
M：物質的摩爾質量 (g /mol) 　　
物質的摩爾質量就是1mol分子的絕對質量，計量單位是克，數值上等于相對
的分子質量。　　
n == v /（22.4升/ mol）　　式中　　
n：摩爾數（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，生成了1.6升氫氣（標況體積），求鐵粉的質量？　　
Fe + 2HCl == FeCl2 + H2 　　　
Fe + 2HCl == FeCl2 + H2 　       Fe鐵的相對原子質量＝55.85=56
X/56＝1.6/22.4＝0.071（摩爾數之比）　　
所以得 X==4（g）　　

求水玻璃的模數的步驟？
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M =1.0315×（SiO2% / Na2O%)

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水玻璃比重、波美度、模數測試儀

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