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水玻璃模数的相关问题

水玻璃的模数分析：                                      2012/11/29
A、钠水玻璃：的分子式为Na2O.nSiO2。 d＝2.27 g/cm3   d＝2.2~2.6 g/cm3
B、钾水玻璃：的分子式K2O.nSiO2。    d＝2.32  g/cm3   d＝2.2~2.6 g/cm3
水玻璃模数(M)Modulus即是水玻璃中的二氧化硅(Si02)克分子数与氧化钠(Na20)克分子数之比, 即M = Si02克分子数/Na20克分子数。

 Na20的克分子数= Na20含量/Na20相对分子量
 Si02的克分子数= Si02含量/Si02相对分子量

相对分子量？  由元素周期表查出相对原子质量
Na2O 的相对分子量＝23×2＋16＝62    Na的相对原子质量＝22.99=23       
SiO2的相对分子量＝28+16×2＝60      Si的相对原子质量＝28.09=28
Na2O SiO2的相对分子量＝62+60＝122
n＝SiO2的相对分子量 / Na2O 的相对分子量  ＝60 / 62

例如: 
现有模数M=3.0、浓度为50 Bé的水玻璃, 要求将其模数M降为2.5, 求该向1 00 克样品中加入氢氧化钠的量X(克)。
解题: 已知M= 3.0、浓度50Bé,时水玻璃的氧化钠(Na20)含量为12.2%。
则Na20的克分子数= Na20含量/Na20分子量＝12.2 / 61.99= 0.1968
故Si02的克分子数＝0.1968 x 3.0= 0.5904
若Si02克分子数不变, 要求M＝2.5
Na20克分子数应为0.5904 / 2.5＝0.2362
故需加入Na20克分子数=0.2362－0.1968= 0.0394
根据化学反应式将氧化钠克分子数换算成氢氧化钠重量 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

产品技术数据：
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
氧化钠（%） ≥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
铁（%） ≤0.02 ≤0.09 ≤0.09   ≤0.08
模数 3.5-3.7 3.1-3.4 2.6-2.9   2.2-2.5

钠水玻璃的模数M =1.0315×（SiO2% / Na2O%)中 1.0315是？
因为Na20的克分子数= Na20含量/Na20相对分子量＝Na20含量/62
  Si02的克分子数= Si02含量/Si02相对分子量＝Si02含量/60
而M＝Si02克分子数/Na20克分子数
       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

水玻璃模数M的大小仅表示钠水玻璃中SiO2和Na2O的物质的量比。 
M= nSiO2 / mNa2O = 1.032 WSiO2 / WNa2O 
式中WSio2、WNa20：分别为硅酸钠中SiO2和Na2O的质量百分数（%）。

质量分数计算举例
质量分数（mass fraction）指溶液中溶质的质量分数是溶质质量与溶液质量之比。也指混合物中某种物质质量占总质量的百分比。

物质的量就是摩尔数(多少摩尔)，用n表示。 　　
 n == m / M 　　式中 
n：摩尔数（多少mol） 
m：物质的（绝对）质量（g） 
M：物质的摩尔质量 (g /mol) 　　
物质的摩尔质量就是1mol分子的绝对质量，计量单位是克，数值上等于相对
的分子质量。 　　
n == v /（22.4升/ mol） 　　式中 　　
n：摩尔数（多少mol） 　　
v：气体的（绝对）体积（升） 　　
22.4升/ mol：气体的摩尔体积 　　

例1：
今有铁粉若干克，与足量盐酸反应，生成了1.6升氢气（标况体积），求铁粉的质量？ 　　
Fe + 2HCl == FeCl2 + H2 　　　
Fe + 2HCl == FeCl2 + H2 　       Fe铁的相对原子质量＝55.85=56
X/56＝1.6/22.4＝0.071（摩尔数之比） 　　
所以得 X==4（g） 　　

求水玻璃的模数的步骤？
先测定水玻璃中氧化钠（Na2O)%百分含量，然后再测定二氧化硅（SiO2%)的百分含量，再按公式计算如下：
钠水玻璃的模数M =1.0315×（SiO2% / Na2O%)


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