Силікагель

Структурна формула: O-Si-O

Силікагелі — твердий абсорбент, висушений гель полікремієвої кислоти. За своєю структурою силікагель є високопористим тілом, утвореним найдрібнішими сферичними частинками, за хімічним складом — двоокисною кремнію SiO₂ (кремнезем). Хімічна назва: кремній діоксид аморфний, silicon dioxide amorphous.

Синоніми: кремній діоксид аморфний, кремнезем, ангідрид кремневої кислоти, аеросил, діатомова земля, карбосил, кремнієва синтетична кислота з органічною обробкою, кремній діоксид колоїдний, неосил, піхви, силікагель аморфний, силіксид, трідить.

ХАРАКТЕРИСТИКА СИЛІКАГЕЛЕЙ

• Точка плавлення: 1610°С. Точка кипіння 2950°С.
• Розчинність у воді: 149 мг/100 мл. Розчинність у жирах: не розчиняється. Розчинність в інших розчинниках: практично не розчинний у більшості органічних розчинників, що зазвичай застосовуються, і кислотах (крім плавікової, з якою реагує).
• Водневий показник: pH 6-7 (5% взвись у воді).
• Запах: немає.
• Летучість: нелетка речовина.
• Небезпечні продукти розкладання: ні.

Отримують технічний силікагель у такий спосіб: через взаємодії розчину силікату натрію або калію (рідке скло) із соляною або сірною кислотою отримують гель, який висушують, а потім розламують на шматки, промивають водою, знову сушать, подрібнюють, фракціонують і прокачують до повного видалення вологи. Товарний силікагель випускають у формі зерен або кулястих гранул. Різні марки силікагелів мають середній ефективний діаметр пор 20-150 Ангстрем (1 Ангстрем = 10^{-10 метрів) і питому поверхню 100-1000 м2}/г.

Переваги силікагелів

1. Інерти. Химически и биологически безвредны;
2. Можливість синтезу силікагелів у широкому інтервалі заданих структурних характеристик під час використання досить простих технологічних прийомів;
3. Висока механічна міцність щодо стирання та розчавлювання;
4. Низька температура, необхідна для регенерації (110-200 ^оС) і, як наслідок, нижчі енерговитрати;
5. Вибухо- та пожежобезпека.

Застосування силікагелів

Силікагелі використовують для поглинання парів води й органічних розчинників, адсорбційного очищення неполярних рідин, у газовій та рідинній хроматографії для поділу спиртів, амінокислот, вітамінів, антибіотиків та ін. Великопористі силікагелі застосовуються як носії каталізаторів. Силікагель — один із найперших мінеральних синтетичних сорбентів, що знайшли широке застосування в промисловості.
Силікагель не втратив свого промислового значення, попри те, що в останні роки бурхливо розвиваються адсорбційні процеси з використанням унікальних кристалічних сортенів — цеолітів. Крім того, очікується суттєвий ріст попиту на нього.

Основні напрями застосування силікагелів:

1. Для осушення повітря:
а) у приміщеннях із великою вологістю;
б) повітря, що подається в компресори.

2. Для осушення вуглекислого газу, водню, кисню, азоту, хлору та інших промислових газів.

3. Для осушення природних газів.

4. Як вологопоглинач для запобігання корозії та від вологи у разі тривалого зберігання різних речовин, наприклад:
- деталей машин, верстатів та ін. механічного обладнання;
- сухозаряджених акумуляторних батарей;
- оптичних приладів;
- шкіри, різних шкіряних виробів (сумки, взуття тощо);
— харчових продуктів.

5. В авіації силікагель застосовується у вологопоглинальних патронах, які встановлюються в міжстекільному просторі кабін літаків.

6. У склопакетах: у основах склопакетів закладається силікагель для запобігання запотіванню вікон.

7. Для осушення різних рідин, особливо в тому разі, коли зневоднювана рідина погано розчиняє воду, наприклад, у холодильній техніці для зневоднення фреону.

8. Силікагель добре адсорбує пари полярних речовин, наприклад: ацетону, спиртів, ефірів, бензолу. Цим його властивістю користуються для вловлювання (рекуперації) парів цінних органічних сполук, наприклад, бензолу з газових коксових печей, бензину з природних газів.

9. Для очищення різних промислових олій.

10. Для осушення та очищення нафтових погонів і нафтопродуктів.

11. Широко застосовується в хроматографічному аналізі для поділу та аналізу сумішей.

12. У фармацевтичній промисловості для концентрування та виділення антибіотиків із культурної рідини.

13. Для сорбції платинових металів.

14. Як каталізатор (пришвидшувач) багатьох органічних реакцій.

15. Як носій для каталізаторів. Силікагель використовується як носій найрізноманітніших каталітично активних речовин.

16. Як іоніти:
- для поділу радіоактивних ізотопів;
- очищення промислових стічних вод від іонів різних металів;

17. Як засіб медичної допомоги в разі інтоксикації (витрати) радіоактивними речовинами.