Silicagel

Silicagel ( engelsk  silicagel ) er en tørret gel dannet af overmættede opløsninger af kiselsyrer ( n SiO 2 m H 2 O) ved pH> 5-6.

Det bruges som en fast hydrofil sorbent .

Henter

Det opnås ved at forsure vandige opløsninger af alkalimetalsilicater , efterfulgt af vask fra et alkalimetalsalt og tørring af den resulterende gel, for eksempel:

Dehydrering af koncentrerede soler af kolloid silica:

Hydrolyse af siliciumforbindelser, såsom siliciumtetrachlorid eller nedbrydning af estere af orthokiselsyre .

Fugtighedsfarveindikatorer

Ved fremstilling af nogle mærker af silicagel tilsættes farveindikatorer for fugtighed til det i en lille mængde, - stoffer, der ændrer deres farve, når graden af ​​hydrering ændres . Normalt anvendes divalente cobaltsalte som et sådant stof, for eksempel cobaltchlorid . I dehydreret tilstand har dette salt en mørkeblå farve, når det er hydreret skifter det farve til lyserødt.

Også et organisk farvestof bruges som en farveindikator for fugtighed  - methylviolet , som skifter farve fra grøn til orange eller farveløs, når luftfugtigheden ændres.

Som fugtindikator tilsættes korn af indikatorsilicagel i små mængder til korn af normal, ufarvet silicagel.

Farveindikatorer er ikke sikre, for eksempel er koboltchlorid giftigt og kræftfremkaldende [1] . Der er dokumentation for, at methylviolet også kan være kræftfremkaldende [2] , men det er mindre skadeligt og er tilladt til brug selv i medicin.

Adsorptionsegenskaber

Silicagel har et enormt overfladeareal (750-800 m²/g) bestående af -SiOH-grupper med en afstand på 0,5 nm fra hinanden. Disse grupper er aktive centre, og aktiviteten af ​​et bestemt mærke af silicagel afhænger af antallet og aktiviteten af ​​sådanne centre. I en aktiv adsorbent , det vil sige en, hvorfra vand adsorberet på overfladen er blevet fjernet , vil mange centre være aktive. En sådan aktivering sker, når gelen opvarmes til 150-200°C.

Ved opvarmning til en højere temperatur i intervallet 200-400°C går adsorptionsaktiviteten tabt som følge af dannelsen af ​​Si-O-Si-bindinger, hvilket sker med eliminering af vand. Denne proces er reversibel. Ved opvarmning til over 400 °C mindskes arealet af den sorberende overflade af silicagel irreversibelt.

Aktive centre interagerer med polære opløste stoffer hovedsageligt gennem dannelsen af ​​hydrogenbindinger .

Klassificering og kvaliteter af silicageler

I henhold til GOST 3956-76 er silicagel klassificeret i henhold til:

En betegnelse på fire bogstaver af silicagel-mærket er blevet vedtaget i henhold til GOST 3956-76 [3] .

Kommerciel silicagel fremstilles sædvanligvis i form af korn eller sfæriske granulater, der varierer i størrelse fra 5-7 til 10-2 mm. Forskellige kvaliteter af silicageler har en gennemsnitlig effektiv porediameter på 20-150 Å og et specifikt overfladeareal på 100-1000 m2/g.

Der er også hydrogeler (aquageler), hvori porerne er fyldt med vand, alkogeler (alkoholgeler), xerogeler, hvor eventuelle væsker fjernes fra gelen, aerogeler (tørres i autoklave, når de opvarmes over det kritiske punkt).

Der findes silicageler til specielle formål, for eksempel silicagel fugtindikator (imprægneret med koboltsalte , da fugt absorberes og aktiviteten falder, granulatet skifter farve fra blå til pink), silicageler til kromatografi, silicageler til husholdningskøleskabe og en række andre mærker.

Ansøgning

Silicageler bruges hovedsageligt til tørring af forskellige gasser  - luft , kuldioxid , brint , oxygen , nitrogen , klor og andre industrielle gasser (for eksempel i tryklufttørrere ) .

Typisk fyldes silicagel i en form for gasgennemtrængelig eller perforeret skal, for eksempel plastikposer - tørremidler. Affugtere opbevares i lukkede beholdere, indtil de bruges for at forhindre dem i at absorbere fugt fra luften. Affugtere begynder at virke, så snart de er fjernet fra den fugttætte beskyttende emballage, så de skal forblive i den forseglede beholder så længe som muligt.

For at øge effektiviteten af ​​affugtere er det bedst at hænge dem frit, hvis det er muligt, i den øverste del af emballagen med produktet. Det er ønskeligt, at produktets eller produktets emballage er forseglet . Der produceres også "Containertørrere" - tørretumblere med store mængder silicagel, på grund af den store masse i forhold til tørretumblerens overflade virker den langsommere, hvilket øger tørretumblerens levetid indtil den er mættet med fugt og mister sin tørreegenskaber.

Metallurgisk industri

Silicagelens evne til at absorbere en betydelig mængde vand bruges til at tørre forskellige væsker, især når vand er dårligt opløseligt i den dehydrerede væske (f.eks. tørring af halogenerede organiske væsker såsom freoner ).

Silicageler tjener også som tørremidler ved konservering af udstyr for at beskytte det mod korrosion .

Kemisk industri

Sammen med vand absorberer silicageler dampe af mange organiske stoffer godt . Denne egenskab bruges til at opfange (genvinding) dampe af benzin, benzen , ether, acetone osv. fra luft, benzen , fra gaskoksovne og benzin fra naturgasser.

Silicagels evne til at absorbere mange stoffer fra væskefasen bruges til industriel raffinering af forskellige olier, fjernelse af svovl fra oliedestillationsprodukter og fjernelse af højpolymerharpiksholdige stoffer fra olie.

Silicagel bruges også som adsorbent til fyldning af kromatografiske søjler i kromatografi , som vandabsorber (tørrer) til organiske opløsningsmidler, adsorptionsrensning af ikke-polære væsker; til adskillelse af alkoholer , aminosyrer , vitaminer , antibiotika osv.). Groft porøse silicageler anvendes som katalysatorbærere .

Medicin og landbrug

Silicagel adsorberer atomer af radon og dets isotoper.

Hjemme

I hjemmet er silicagel meget brugt til at lave kæledyrsaffald .

Silicagel gør jobbet perfekt takket være dens unikke atomstruktur, der gør det muligt at binde sig til en masse væske og også hjælper med at neutralisere enhver lugt, samtidig med at den er biologisk nedbrydelig.

Silicogel er sikkert, selvom det indtages eller inhaleres af et dyr. Konventionelle klumpende lerfyldstoffer kan være mere farlige, hvis de sluges på grund af sammensætningen af ​​soda -bentonitler , som er potentielt farlige, hvis de sluges eller indåndes. Indtil videre er der ikke fundet nogen sammenhæng mellem silicastøv og luftvejssygdom hos katte [4] .

Sikkerhedsforanstaltninger

Silicagel er brand- og eksplosionssikker, alt efter graden af ​​påvirkning af kroppen tilhører den stoffer i 3. fareklasse . Silicagel-støv indeholder fra 10 til 70 % fri siliciumdioxid ; kronisk indånding af sådant støv kan udvikle lungesygdomme - silikose . Derfor, når du arbejder med silicagel på regelmæssig basis, anbefales det at bruge individuel åndedrætsværn mod støv.

Silicagel med en farve fugtindikator kan indeholde cobalt(II)chlorid , som er giftigt og kræftfremkaldende [5] .

Litteratur

Noter

  1. ↑ Klassifikationer - CL Inventory . Hentet 28. juni 2018. Arkiveret fra originalen 5. januar 2016.
  2. ↑ Methylviolet sikkerhedsdatablad . labchem . Hentet 28. juni 2018. Arkiveret fra originalen 6. februar 2018.
  3. ↑ GOST 3956-76. Silicagel teknisk. Specifikationer. . Hentet 28. juni 2018. Arkiveret fra originalen 28. juni 2018.
  4. ↑ Hallie Roddy. Er silicagel-strøelse sikkert for katte?   Almindelige spørgsmål og fakta ? . Hepper (6. juli 2021). Hentet: 7. september 2022.
  5. ↑ Silicagel-pakker (ikke tilgængeligt link) . Hentet 25. september 2011. Arkiveret fra originalen 7. april 2012.