液体が固まる：水ガラス

ケイ酸ナトリウム(水ガラス)水溶液に塩酸を少ずつ加えていくと、少しずつゲル化が始まり、いずれ固まってしまいます。フラスコを逆さにしても落ちてきません。

「動　画」ケイ酸ナトリウム水溶液に塩酸を加えるとゲル化して固まる

「解　説」

１．水溶液が劇的に固まる：ケイ酸ナトリウム水溶液に塩酸を加えていくと、ゲル状の固形物質となります。振り混ぜていた液体が劇的に固化するので、マジック的な要素も。ケイ酸ナトリウム Na₂SiO₃ は、弱酸のケイ酸 H₂SiO₃ と水酸化ナトリウムNaOH との塩で、強酸の塩酸により、弱酸の遊離が起こってケイ酸が沈殿してきます。

　Na₂SiO₃ + 2HCl → 2NaCl + H₂SiO₃

　　　　　　　　　　　　(ケイ酸：ゲル状)

このケイ酸は、二酸化ケイ素と水とが結合した白色無定形のゲル状物体です。凝固したものを加熱乾燥させると、二酸化ケイ素のキセロゲルとなり、これがいわゆるシリカゲルと呼ばれるものです。シリカゲルは、多孔質で表面積が大きいため、乾燥剤や触媒として利用されているものです。一般には、水分の指示薬として塩化コバルト(Ⅱ)を添加し、青から薄桃色に呈する変化が知られています。

２．粘性が高いので水ガラス：ケイ酸ナトリウムは、水飴状で大きな粘性を持ち、接着剤、耐火塗料、粘度調整用の添加剤等に使用されています。水ガラスという名称は、このケイ酸ナトリウムの濃い水溶液の一般呼称で、通常はメタケイ酸のナトリウム塩を指し、組成の異なる種類が存在します。水に可溶で、水溶液は加水分解されて塩基性を示します。金属塩を加えるとそのケイ酸塩が生成し、水溶液中に柱が立つようにして成長していく「ケミカルガーデン」の素材としても広く知られているものです。

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