Багаторазовий осушувач вологи для автомобіля, для меблів, для взуття та для вікон, що плаче. Вага 150 грамів.

Силікагель

[правити | править код]

Матеріал ізciave — вільної енциклопедії

Перехід до навігаціїПерехід до пошуку

Гранули сухого силікагелю

Силікагель являє собою висушений гель, що утворюється з перенасичених розчинів кремнієвих кислот (nSiO₂·mH₂O) при pH > 5—6.

Застосовується як твердий гідрофільний сорбент.

Отримання

Виходить під час підкислення водних розчинів силікатів лужних металів з подальшим промиванням від солі лужного металу та висушуванням гелю, що утворився, наприклад:

Apple/displaystyle349/mathsf14la_549294SiO_5483line+2HCl/rightarrow 2NaCl+H_54923196iO_5493ckS/downarrow 948949

Зневодненням концентрованих золей колоїдного кремнезема:

Apple/displaystyle33/mathsfskH_549231PSiO_shen33shOR/rightarrow SiO_549235+H_5492314231)

Гідролізом з'єднань кремнію, наприклад, золорида кремнію або розкладанням складних ефірів ортокремієвої кислоти.

Кольорові індикатори вологості

Гранули силікагелю з індикатором вологості — хлоридом кобальта. Ліворуч знизу — насичений вологою силікагель, праворуч знизу — безводний.

Пакетик із силікагелем, до якого додані зерна індикаторного силікагелю

Під час виготовлення деяких марок силікагелю в нього додають у невеликій кількості колірні індикатори вологості, — речовини, що змінюють свій колір у разі зміни ступеня гідратації. Зазвичай як таку речовину використовують солі двовалентного кобальту, наприклад, хлорид кобальту. У зневодненому стані ця сіль має темно-синій колір, під час гідратації змінює колір на світло-рожевий.

Також як колірний індикатор вологості використовують органічний барвник — метилвиолет, який у разі зміни вологості змінює колір від зеленого до оранжевого або безбарвного.

Як індикатор вологості, зерна індикаторного силікагелю додають у невеликій кількості до зерна звичайного, нефарбованого силікагелю.

Колірні індикатори небезпечні, так, хлорид кобальту токсичний і є канцерогеном^[1]. Є відомості, що і метилвіолет може бути канцерогеном^[2], але він менш шкідливий і допускається для застосування навіть у медицині.

Адсорбційні властивості

Силікагель має величезну площу поверхні (до 1000 м2/1 г), що складається з груп — SiOH, розташованих на відстані 0,5 нм один від одного. Ці групи є активними центрами, причому активність конкретної марки силікагелю залежить від числа й активності таких центрів. В активному адсорбенте, тобто такого, з якого видалена адсорбована на його поверхні вода, багато центрів будуть активними. Така активація відбувається під час нагрівання гелю до 150-200 °C.

Під час нагрівання до вищої температури в інтервалі 200-400 °C адсорбційна активність втрачається внаслідок утворення зв'язків Si-O, що відбувається з відщепленням води. Цей процес оборотний. Під час нагрівання вище 400 °C площа шарудливої поверхні силікагелю незворотно зменшується.

Активні центри взаємодіють із полярними розчиненими речовинами насамперед завдяки утворенню водневих зв'язків.

Класифікація та марки силікагелів

Силікагель

Згідно з ГОСТом 3956-76 силікагелі класифікуються за:

• формою зерен (гранульовані або шматкові);
• розмірам зерен (великі та дрібні);
• розмірами пор (великопористі та дрібнопористі).

Прийнятий чотирибуквальним позначенням марки силікагелю згідно ГОСТ 3956-76^[3].

• 1 буква характеризує розмір гранул (К — великий, М — дрібний, А — активований, Ш — шестовий);
• 2-тя буква завжди С (силікагель);
• 3-тя буква розмір пор (К — великопористий, М — дрібнопористий);
• 4-ша буква форма частинок (Г — гранульований, К — кусковой).

Товарний силікагель зазвичай випускають у формі зерен або кулястих гранул розміром від 5-7 до 10⁻² мм. Різні марки силікагелів мають середній ефективний діаметр пор 20-150Å и питому поверхню 100—1000 м2/г.

Також є гідрогелі (аквагелі), у яких пори заповнені водою, алкогелі (спиртові гелі), ксерогелі, у яких із гелю видалені будь-які рідини, аерогелі (висуше в автоклаві під час нагрівання вище критичної точки).

Є силікагелі спеціального призначення, наприклад, силікагель-індикатор вологості (просочений солями кобальту, у міру вбирання вологи та зниження активності гранули змінюють забарвлення з блакитною на рожеву), силікагелі для хроматографії, силікагелі для побутових холодильників та низку інших марок.

Застосування

Основне застосування силікагелі знаходять під час осушення різних газів — повітря, вуглекислого газу, водню, кисню, азоту, хлору та інших промислових газів (наприклад, у осушителях стисненого повітря).

Здатність силікагелю поглинати велику кількість води використовується для осушування різних рідин, особливо, у тому разі, коли в зневодненій рідині погано розчиняється вода (наприклад, сушіння галогенованих органічних рідин типу фреонов).

Силікагелі слугують також осушувачами під час консервації обладнання для запобігання його корозії.

Поряд із водою силікагелі добре поглинають пари багатьох органічних речовин. Цим його властивістю користуються для вловлювання (рекуперації) парів бензину, бензола, ефіру, ацетону та т. н. з повітря, бензолу, з газових коксових печей і бензину з природних газів.

Властивість силікагелю поглинати багато речовин із рідкої фази використовують у промисловому очищенні різних олій, видалення сірки з продуктів дистиляції нафти та для видалення з нафти високополімерних смолистих речовин.

Також силікагель використовують як адсорбент для наповнення хроматографічних колонок хроматографії, як поглинач води (сушар) органічних розчинників, адсорбційного очищення неполярних рідин; для поділу спиртів, амінокислот, вітамінів, антибіотиків и др.). Великопористі силікагелі застосовуються як носії каталізаторів.

Також силікагель добре адсорбує атоми веселки та його ізотопів.

У побуті силікагель широко використовується для виробництва наповнювачів для котячих туалетів.

Зазвичай силікагелем наповнюють будь-яку газопроникну або перфоровану оболонку, наприклад, пластикові пакетики — осушители. Осушувачі до їх використання зберігають у герметичній тарі для запобігання поглинанню ними вологи з повітря. Осушувачі починають діяти відразу ж, щойно їх виймають із вологонепроникного захисного паковання, тому вони мають залишатися в герметичній тарі якомога довше.

Для підвищення ефективності осушувачів їх доцільне всього, за можливістю, вільно підвішувати у верхній частині паковання з виробом. Бажано, щоб паковання виробу або товару було герметичним. Також випускаються «контейнерні осушувачі» — осушувачі з великою кількістю силікагелю через велику масу щодо поверхні осушувача, вони діють повільніше, що збільшує термін експлуатації осушувача до насичення вологою та втрати ним осушних властивостей.

Норми закладки «контейнерних осушувачів» під час перевезення товару, чутливого до вологості, встановлюють приблизно з розрахунку 1 кг на 1 м3 обсягу транспортної тари. Під час перевезення та зберігання продукції, виробів у тропічному вологому кліматі норми закладки силікагелю в осушувачах мають бути відповідно збільшені в 3,5 раза.

Техніка безпеки

Силікагель пожежо- та вибухобезпечний, за ступенем впливу на організм належить до речовин 3-го класу небезпеки. Пил силікагельний містить від 10 до 70 % вільного діоксиду кремнію у разі хронічного вдихання такого пилу можливий розвиток хвороби легень — силікоза. Тому під час регулярної роботи з силікагелем рекомендують використовувати індивідуальні засоби захисту органів дихання від пилу.

Силікагель із колірним індикатором вологості може містити хлорид кобальта (II), який токсичний і є канцероген^[4].