imported>Gerhardvalentin: /* Geschichte */ Schreibweise Helmont

2025-08-09T10:39:10Z

Geschichte: Schreibweise Helmont

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{{Begriffsklärungshinweis|Wasserglas kann auch ein Trinkgefäß bezeichnen, siehe [[Trinkglas#Wasserglas|Trinkglas]].}}

[[Datei:Křemičitan sodný.PNG|mini|Probe Natriummetasilicat Na2SiO3]]
[[Datei:Sodium-metasilicate-repeating-unit-2D.png|mini|Ausschnitt aus der Kettenstruktur von Natriummetasilicat]]

Als '''Wasserglas''' werden aus einer Schmelze erstarrte glasartige, also [[Amorphes Material|amorphe]], wasserlösliche [[Natriumsilicate|Natrium-]], [[Kaliumsilicat|Kalium-]] und [[Lithium]][[silicate]] oder ihre wässrigen Lösungen bezeichnet. Je nachdem, ob überwiegend Natrium-, Kalium- oder Lithiumsilicate enthalten sind, spricht man von '''Natriumwasserglas''', '''Kaliumwasserglas''' oder '''Lithiumwasserglas'''.

Die Trocknung einer wässrigen Lösung von Wasserglas beginnt mit der Verdunstung von Wasser und wird gefolgt von der Ausbildung wasserunlöslicher [[Kieselsäure]] (Verkieselung). Die Verkieselung von Wasserglas ist irreversibel, das heißt, durch Zugabe von Wasser zur Kieselsäure entsteht nicht wieder Wasserglas.<ref name=":0">{{Literatur |Autor= |Titel=European Illustrated Glossary Of Conservation Terms For Wall Paintings And Architectural Surfaces |TitelErg=Wasserglas |Hrsg=Angela Weyer |Ort=Petersburg |Datum=2015 |ISBN=978-3-7319-0260-7 |DOI=10.5165/hawk-hhg/233 |Seiten=402}}</ref>

== Geschichte ==
Nachdem [[Johan Baptista van Helmont|von Helmont]] schon 1640 die leichter lösliche [[Kieselfeuchte]]<ref>Zeno.org: [http://www.zeno.org/Meyers-1905/A/Kieselfeuchtigkeit Kieselfeuchtigkeit]</ref> entdeckt hatte, wurde das Wasserglas erstmals 1818 durch den Chemiker und Mineralogen [[Johann Nepomuk von Fuchs]] hergestellt;<ref>Fraunhofer IRB: {{Webarchiv |url=http://www.baufachinformation.de/denkmalpflege.jsp?md=1997117109303 |wayback=20120104090216 |text=''Chemie und Eigenschaften von Wasserglas''}}</ref> Fuchs gab der neuen Verbindung auch ihren Namen.<ref>{{RömppOnline|ID=RD-23-00314|Name=Wasserglas|Abruf=2011-04-09}}</ref> Zusammen mit [[Franz Xaver Pettenkofer]] entwickelte er beim Wiederaufbau des 1823 abgebrannten [[Nationaltheater München|Königlichen Hof- und Nationaltheaters]] ein Verfahren, mit dem die Entflammbarkeit von Holz herabgesetzt werden sollte. Dabei kamen sie auf die Idee, Dekorationen und Gerüste mit Wasserglas zu überziehen. Später behandelten sie auch bemalte Kulissen mit dem feuerhemmenden Mittel, stellten dabei aber fest, dass dadurch Farbschäden auftraten. Deshalb gingen sie daran, Wasserglas mit anorganischen Farb[[pigment]]en zu mischen. Das neue Malverfahren erhielt später den Namen [[Stereochromie]].<ref>Walter Ackermann: ''Johann Nepomuk Fuchs (1774-1856). Mineraloge und Chemiker.'' Die Oberpfalz, 2018, 106. Jahrgang, S. 92–96.</ref> „Die ersten größeren Gemälde mit Wasserglasfarben schuf der Kirchen- und Historienmaler [[Josef Schlotthauer]] (1789–1869)“.<ref>Salzgitter aktuell: {{Webarchiv|text=''Wasserglas:Bindemittel für Mörtel und Beton'' |url=http://www.salzgitter-aktuell.de/dynasite.cfm?dsmid=58966 |wayback=20140426095443}}</ref> In [[Gernsheim]] soll die nach eigenen Angaben älteste Wasserglasfabrik Deutschlands Van Baerle Chem. Fabrik 1838 gegründet worden sein.<ref>{{Internetquelle |url=https://vanbaerle.com/de/uber-uns#244 |titel=Geschichte |werk=VanBaerle |datum=2022 |sprache=de |abruf=2022-10-24}}</ref>

== Herstellung ==
Zur Herstellung fester Wassergläser ''(Festgläser)'' werden Gemenge aus [[Quarzsand]] und [[Kaliumcarbonat]] (für ''Kaliwasserglas'') bzw. [[Natriumcarbonat]] (für ''Natronwasserglas'') unter CO2-Entwicklung bei 1100 °C bis 1200 °C<ref>{{Webarchiv|url=http://www.nzic.org.nz/ChemProcesses/production/1G.pdf |wayback=20081014055528 |text=''Soluble Silicate Manufacture (Englisch)''}} (PDF; 26 kB)</ref> verschmolzen:

: <math>\mathrm{M_2CO_3 + \mathit{n} \ SiO_2 \longrightarrow M_2O \cdot \mathit{n} \ SiO_2 + CO_2\uparrow}</math> ... (M = Alkalimetall)

Die von der Zusammensetzung der Gemenge abhängige, allgemeine Formel M2O · ''n'' SiO2 technisch wichtiger Wassergläser liegt etwa im Bereich zwischen ''n'' gleich 1 bis 4.<ref>{{Holleman-Wiberg|Auflage=91.–100.|Startseite=779}}</ref> In der Regel werden für ein Wasserglas das Mol- oder Massenverhältnis von SiO2 zu Na2O bzw. SiO2 zu K2O angegeben. Natronwasserglas (siehe auch [[Natriumsilicate]]) mit dem Molverhältnis 3,4 bis 3,5 bildet den mengenmäßig wichtigsten Anteil. Die Dichte wird noch häufig in der veralteten Einheit ''[[Grad Baumé]]'' angegeben.

Das abgekühlte [[Glas]] wird zu einem Pulver gemahlen. Daraus wird durch Lösen in Wasser bei hohen Temperaturen (z. B. 150 °C bei 5 bar Druck) flüssiges Wasserglas ''(Flüssigglas)'' als klare, [[kolloid]]e [[alkalische Lösung]] oder auch als alkalisches [[Gel]] (gallertartige bis feste Masse) gewonnen. Erwerbbare Wasserglas-Lösungen haben einen [[pH-Wert]] von etwa 11.<ref>{{Carl Roth|0748|Name=Kaliwasserglas|Abruf=2024-10-31}}</ref>

== Verwendung ==
Zur Anwendung kommt meist ''flüssiges Wasserglas'' (''flüssiges Kalium-/Natriumsilicat'', ''liquid glass'', ''liquor silicium''). Natronwasserglas ist nicht für einen dauerhaften Feuchtigkeitsschutz geeignet, weil es sich im Gegensatz zu Kaliwasserglas nach längerer Zeit allmählich auflöst.

In der [[Keramik]] dient Wasserglas als [[Elektrolyt]] zur Verflüssigung einer [[Keramische Masse|keramischen Masse]]. Benutzt wird es zudem als [[Klebstoff]] (z. B. zum Aufkleben der Elfenbeinplatten auf Klaviertasten), als Stabilisator von [[Flotte (Flüssigkeit)|Bleichflotten]] in der [[Textilindustrie|Textil-]] und [[Papiermühle|Papierindustrie]], als Zusatz in [[Stabelektrode|Schweißelektroden]], in Waschmitteln, um Bauteile von Waschmaschinen vor [[Korrosion]] zu schützen, bei [[Sol-Gel-Prozess]]en und als [[Pflanzenstärkungsmittel]] in der [[ökologische Landwirtschaft|ökologischen Landwirtschaft]]. In der [[Mikrobiologie]] wird Wasserglas als Ersatz für [[Agar]], der im sauren pH-Bereich [[Hydrolyse|hydrolysiert]], bei der Herstellung von festen [[Nährmedium|Nährmedien]] für die Anzucht säureliebender ([[Acidophilie (Ökologie)|acidophiler]]) Bakterien eingesetzt.

Im Bauwesen wird Wasserglas in vielfältiger Weise als [[Imprägnierung]]s- und [[Bindemittel]] eingesetzt:<ref name=":0" />
* als [[Bindemittel]] (z. B. als [[Kaliumsilikat]]) für wasserfeste Farben und Beschichtungen ([[Mineralfarbe]]n) von silikathaltigen Untergründen.
* In der Konservierung und [[Restaurierung]] von [[Wandmalerei]]en, Stein[[skulptur]]en und -objekten wurde Wasserglas als Festigungsmittel verwendet.
* als Zusatz für [[Kalkfarbe]]n, um deren Haftung sowie Wisch- und Wasserfestigkeit auf silikathaltigen Untergründen zu verbessern
* zur Herstellung einer Anti[[Schimmelpilz in Gebäuden#Behandlung (Sanierung)|schimmel]]<nowiki>farbe</nowiki>, der noch eine fünfprozentige [[Borax]]-Lösung hinzugefügt wird
* als [[Holzschutzmittel]] und Verringerung der Entzündlichkeit von Bauholz; ein Überstreichen ist im Allgemeinen nach einer Trocknungszeit von zwei bis fünf Tagen möglich
* zur [[Verfestigung (Werkstoffkunde)|Verfestigung]] und [[Bauwerksabdichtung|Abdichtung]] von [[Putz (Baustoff)|Putz]] und [[Mauerwerk]] sowie zur [[Steinkonservierung|Konservierung]] und zum Schutz von [[Naturstein]]en vor Witterungseinflüssen durch [[Verkieselung]]. Je nach Saugfähigkeit des Untergrunds wird es beispielsweise mit zwei Teilen Wasser verdünnt und in einer Menge von ca. 120 bis 380 ml pro Quadratmeter aufgetragen. Aufgrund seiner oftmals geringen Eindringtiefe und der möglichen Bildung von [[Ausblühung|Salzen]] (Alkalicarbonate in Verbindung mit [[Kohlendioxid]] aus der Luft) werden zur [[Steinkonservierung|Festigung von Naturstein]], welcher der Bewitterung oder häufiger Durchfeuchtung ausgesetzt ist, allerdings andere Produkte vorgezogen.
* zum Verschließen der Poren der oberflächennahen Schichten von [[Estrich]] und [[Beton]]<ref>S. A. Wyrzgol: {{Webarchiv|text=''Was man über Wasserglas wissen sollte'' |url=http://korodur.de/report/8_2012/deutsch/Wasserglas_OBTEGO.pdf |wayback=20130717233839}} (PDF; 176 kB), Obtego AG, [[Neufahrn in Niederbayern]], heute (Stand 2023) [[Altheim (Essenbach)]]</ref> Dabei kann die Verschleißfestigkeit um bis zu 15 % erhöht werden<ref>B.‐Y. Youn, Schlussbericht ''Beurteilung der Wirksamkeit von Wasserglas zur Verbesserung des Verschleißwiderstandes bei Industrieböden'', Lehrstuhl für Baustofftechnik, Ruhr-Universität Bochum, Fraunhofer IRB Verlag, 2010.</ref>, die Staubbildung verringert sich und die [[Kapillareffekt|kapillare]] Wasseraufnahme nimmt um rund 80 % ab. [[Lithium]]-Wasserglas ist deutlich teurer als Natrium- oder Kaliumwasserglas, hat jedoch folgende Vorteile: Seine [[Wasserlöslichkeit]] und [[Alkalinität]] sind geringer. Dadurch verringert sich die Wahrscheinlichkeit, dass sich [[Kieselsäure]] aus dem [[Zement]]leim herauslöst und eine Expansion durch die Bildung von [[Alkalisilikat]] oder [[Calciumsilikat]]hydratgel hervorgerufen wird, welche zur Auflockerung der Oberfläche und Bildung von Rissen führt. Die [[Viskosität]] ist geringer, wodurch sich die Eindringtiefe erhöht. Die [[Silikat]]strukturen sind größer und vernetzen sich vollständiger, was die Abdichtung der Betonoberfläche verbessert.<ref>F. Gaboriaud et al., J. Phys. Chem. B 1999, 103, 2091–2099</ref> Die Reaktion mit [[Kalkhydrat]] erfolgt langsamer, wodurch sich das Lithiumwasserglas gleichmäßiger in den Poren verteilen kann.
* zum Kleben von [[Fliese]]n an Wände und Kachelöfen; eine Haftfestigkeit kann bereits nach 10 Minuten eintreten
* zur [[Abdichtung]] von [[Deponie]]n und im [[Untertagebau]].

In der [[Gießen (Metall)|Gießereitechnik]] kann Wasserglas als Bindemittel für [[Sandformverfahren|Sandformen]] und Formkerne verwendet werden. Dabei wird die Aushärtung oft durch Begasung mit [[Kohlendioxid]] beschleunigt.

In der [[Zahntechnik]] findet Wasserglas als Bindemittel Anwendung bei der Herstellung von [[Einbettmasse#Feineinbettmasse|Feineinbettmassen]] zum Gießen von [[Modellgussprothese]]n.

In der Medizin wurde Wasserglas auf die Bandage aufgetragen, um einen Stützverband herzustellen. Dieser ''Wasserglasverband'' ist heute nicht mehr üblich und wurde durch [[Gipsverband|Gips-]] und [[Zinkleimverband|Zinkleim-]] oder [[Cast (Medizin)|Castverbände]] ersetzt.<ref>Wörterbuch der Veterinärmedizin, 2. Aufl., S. 1312.</ref>

Im Haushalt kann Wasserglas zum Abdichten von Vasen und Töpferwaren und als Kleber für Papier auf Metall und Glas verwendet werden.

Eine vor der Verbreitung von [[Kühlschrank|Kühlschränken]] gebräuchliche [[Konservierung]]s<nowiki />methode, z. B. zum Einlegen von [[Ei]]ern, beruht ebenfalls auf Wasserglas: Man rührt eine gewisse Menge der Alkalisilicatlösung in Wasser (meist 1 Teil Wasserglas auf 9 Teile Wasser) und schlägt die Mischung mit einem [[Schneebesen]] auf. Nach einer Weile wird die Lösung dann gallertartig/halbfest. In diese Lösung werden die gereinigten Eier eingelegt. Die Wirkung dieser Konservierungsmethode basiert darauf, dass die Poren der Eierschale aufgefüllt werden, so dass das Ei vor dem Eindringen von Wasser, Luft und Mikroorganismen geschützt ist.

Wasserglas (vor allem als Natriumsilicat) kann verwendet werden, um „[[Chemischer Garten|magische Kristallgärten]]“ zu erzeugen. Dazu wird Wasserglas mit verschiedenen Metallsalzkristallen vermischt. In der Folge wachsen farbige, stängelartige Gebilde aus den Kristallen heraus. Chemisch gesehen ist dies eine Folge der Polymerisation der Natriumsilicationen unter Einfluss der als [[Lewis-Säure|Lewissäuren]] dienenden Metallionen; die Farbe der Gebilde entsteht durch die Substitution der Natriumionen durch andere Metallionen. Die farbigen Fortsätze können sowohl [[stalaktit]]- als auch [[stalagmit]]<nowiki />ähnlich sein, abhängig davon, ob die Kristalle nach unten sinken, oder auf der Oberfläche schweben. Dazu ist zu bemerken, dass die Gebilde nur ihrer Form nach grob an die angegebenen [[Tropfstein]]<nowiki />formationen erinnern und dass die Verteilung (oben/unten) vertauscht ist. Das Wachstum dieser Strukturen nach oben entsteht dadurch, dass das Polymer wie eine [[semipermeable Membran]] wirkt, die die hochkonzentrierte Metallsalzlösung einschließt; das Wachstum entsteht dementsprechend durch ein kontinuierliches Aufreißen dieser Membran an der Stelle, wo sie am dünnsten ist (oben).

In den [[Vereinigte Staaten|USA]] wird die Chemikalie benutzt, um zu verschrottende [[Verbrennungsmotor]]en vor Inanspruchnahme einer staatlichen [[Verschrottungsprämie]] tatsächlich nachweislich unbrauchbar zu machen ([[Car Allowance Rebate System#Verschrottungspflicht|Verschrottungspflicht]]). Dies geschieht, indem das [[Motoröl]] durch eine wässrige Natriumsilicatlösung ersetzt wird.<ref>''DerStandard'': [https://www.derstandard.at/story/1246544423798/us-verschrottung-killer-chemie-belebt-neuen-markt ''Killer-Chemie belebt neuen Markt''], 11. August 2009.</ref>

Wasserglas ist ein Bestandteil der sogenannten ''Einrauchpaste'', mit der die Kopfbohrung vieler [[Tabakspfeife]]n aus [[Baumheide|Bruyère]] ausgekleidet wird, um das Holz beim ersten Rauchen zu schützen.

Im April 2011 wurde ein Abdichtmittel auf Wasserglas-Basis zum Verschließen eines [[Nuklearkatastrophe von Fukushima#Erste Sicherungsmaßnahmen|Lecks am havarierten japanischen Kernkraftwerk Fukushima I]] verwendet, aus dem hoch kontaminiertes Wasser ins Meer austrat.<ref>[http://www.dradio.de/dlf/sendungen/forschak/1430820/ ''Wasserglas dichtet Leck in Fukushima ab.''] Meldung beim [[Deutschlandfunk]] vom 6. April 2011.</ref><ref name="tepco-11040603">{{Webarchiv |url=http://www.tepco.co.jp/en/press/corp-com/release/11040603-e.html |webciteID=5yBlQBUdi |text=''Out flow of fluid containing radioactive materials to the ocean from areas near intake channel of Fukushima Daiichi Nuclear Power Station Unit 2 (continued report)''}} (englisch, pdf). Tepco, 6. April 2011, archiviert vom [http://www.tepco.co.jp/en/press/corp-com/release/11040603-e.html Original], abgerufen am 17. Mai 2011.</ref>

== Weblinks ==
{{Wiktionary}}
* [http://www.zeno.org/Meyers-1905/A/Wasserglas ''Wasserglas.''] Eintrag in [[Meyers Großes Konversations-Lexikon|Meyers Großem Konversations-Lexikon]], 6. Auflage, 1905–1909, online verfügbar bei [[Zeno.org]]
* [https://www.hornbach.de/data/shop/D04/001/780/491/001/63/7448913_Doc_01_DE_20161111095136.pdf Sicherheitsdatenblatt Kali-Wasserglas] (PDF; 323 kB)
* [http://www.furth-chemie.de/media/wysiwyg/datenblaetter/Natronwasserglas%20Filtrat%2037%2040.pdf Sicherheitsdatenblatt Natronwasserglas] (PDF)
* {{SIDS |CAS=10213-79-3 |Name=Disodium silicate, pentahydrate |ID=ba411494-6937-41f2-ada7-19c3f8920565}}

== Einzelnachweise ==
<references />

{{Normdaten|TYP=s|GND=4189205-7}}

[[Kategorie:Glasart nach Chemismus]]
[[Kategorie:Bindemittel für Feststoffe]]
[[Kategorie:Imprägnierungsmittel]]
[[Kategorie:Silicat]]

Wasserglas - Versionsgeschichte

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