Сколько влаги может впитать силикагель

Силикагель представляет собой высушенный гель, образованный из пересыщенных растворов кремнезема (nSiO2-mH2O) с pH > 5-6.

Содержание

Получение [ править | править код ]

Его получают, например, путем подкисления водных растворов силикатов щелочных металлов, последующего выщелачивания солей щелочных металлов и сушки полученного геля:

N a 2 S i O 3 + 2 H C l → 2 N a C l + H 2 S i O 3 ↓ SiO_<3>+2HCl ightarrow 2NaCl+H_<2>SiO_<3>downarrow >>>.

Обезвоживание концентрированных коллоидных растворов кремнезема:

H 2 S и O 3 → S и O 2 + H 2 O SiO_<3> ightarrow SiO_<2>+H_<2>O>>>.

Цветовые индикаторы влажности [ править | править код ]

В некоторые марки силикагеля добавляют небольшое количество цветных индикаторов влажности, чтобы показать, как изменяется содержание влаги по мере увеличения степени гидратации. Как правило, в качестве таких веществ используются соли двухвалентного кобальта, например, хлорид кобальта. Эта соль имеет темно-синий цвет при обезвоживании и светло-розовый при увлажнении.

Органический краситель метиловый фиолетовый, который изменяет цвет с зеленого на оранжевый или бесцветный под воздействием изменения содержания влаги, также используется в качестве цветного индикатора влажности.

В качестве индикатора влажности к неокрашенным зернам добавляют силикагель в небольшом количестве.

Цветные маркеры небезопасны, так как хлорид кобальта токсичен и канцерогенен [1]. Сообщалось, что метиловый фиолетовый является канцерогенным [2], но он менее вреден и приемлем даже для медицинского использования.

Адсорбционные свойства [ править | править код ]

Силикагель имеет огромную площадь поверхности (750-800 м²/г), состоящую из групп -SiOH, расположенных на расстоянии 0,5 нм друг от друга. Эти группы составляют активные центры, и активность данной марки силикагеля зависит от количества и активности этих центров. В активном адсорбенте, т.е. таком, с поверхности которого удалена адсорбированная вода, многие центры будут активны. Активация происходит при нагревании геля до 150-200 °C.

При нагревании до более высоких температур в диапазоне 200-400 °C адсорбционная активность теряется за счет образования связей Si-O-Si, которые приводят к удалению воды. Этот процесс является обратимым. При нагревании выше 400 °C сорбционная площадь силикагеля необратимо уменьшается.

Активные центры реагируют с полярными растворителями в основном путем образования водородных связей.

Классификация и марки силикагелей [ править | править код ]

Согласно ГОСТ 3956-76, силикагели классифицируются по:

  • Форма зерна (зернистая или комковатая);
  • Размер зерна (крупное и мелкое);
  • Размер пор (крупнопористые и мелкопористые).

Принято четырехбуквенное обозначение марки силикагеля по ГОСТ 3956-76 [3].

  • 1-я буква характеризует размер гранул (К — крупные, М — мелкие, А — активированные, Sz — заряженные);
  • Вторая буква всегда C (силикагель);
  • 3-я буква — размер пор (К — крупнопористый, М — мелкопористый);
  • 4-я буква формы частиц (Г — зернистые, К — комковатые).

Силикагель обычно выпускается в виде зерен или сферических гранул размером от 5-7 до 10-2 мм. Различные марки силикагеля имеют средний эффективный диаметр пор 20-150Å и удельную площадь поверхности 100-1000 м²/г.

Существуют также гидрогели (аквагели), в которых поры заполнены водой, алкогели (спиртовые гели), ксерогели, в которых из геля удалена вся жидкость, и аэрогели (высушенные в автоклаве выше критической точки).

Существуют силикагели специального назначения, например, силикагели для индикаторов влажности (пропитанные солями кобальта; гранулы меняют цвет с голубого на розовый по мере поглощения влаги и снижения активности), силикагели для хроматографии, силикагели для бытовых холодильников и некоторые другие марки.

Применение [ править | править код ]

Силикагель в основном используется для осушения различных газов, таких как воздух, двуокись углерода, водород, кислород, азот, хлор и другие промышленные газы (например, в осушителях сжатого воздуха).

Способность силикагеля поглощать значительное количество воды используется для сушки различных жидкостей, особенно когда вода нерастворима в высушиваемой жидкости (например, при сушке галогенированных органических жидкостей, таких как фреон).

Силикагель также используется в качестве сушильного агента при обслуживании оборудования для защиты его от коррозии.

Силикагели, наряду с водой, хорошо поглощают испарения многих органических веществ. Это свойство используется для извлечения паров бензина, бензола, эфира, ацетона и т.д. из воздуха, бензола, коксового газа и бензина из природных газов.

Свойство силикагеля поглощать многие вещества из жидкой фазы используется в промышленной очистке различных масел, удалении серы из продуктов перегонки нефти и удалении высокополимерных смолистых веществ из нефти.

Силикагель также используется в качестве адсорбента для заполнения хроматографических колонок в хроматографии, в качестве поглотителя воды (десиканта) органических растворителей, адсорбционной очистки неполярных жидкостей; для разделения спиртов, аминокислот, витаминов, антибиотиков и т.д.) Крупнопористые силикагели используются в качестве носителей катализаторов.

Силикагель также хорошо поглощает атомы радона и изотопы радона.

В домашних условиях силикагель широко используется в производстве наполнителя для кошачьего туалета.

Силикагель обычно заполнен каким-либо газопроницаемым или перфорированным покрытием, например, пластиковыми пакетами — влагопоглотителями. Перед использованием осушители следует хранить в герметичном контейнере, чтобы они не впитывали влагу из воздуха. Осушители начинают действовать сразу после извлечения из герметичной защитной упаковки, поэтому их следует хранить в герметичных контейнерах как можно дольше.

Для повышения эффективности осушителей рекомендуется по возможности подвешивать их свободно к верхней части упаковки изделия. В идеале упаковка продукта или товара должна быть герметично закрыта. Существуют также «контейнерные сушилки» — Сушилки с большим количеством силикагеля, благодаря его большой массе по отношению к площади поверхности сушилки, работают медленнее, что повышает стойкость сушилки против насыщения водой и потери сушильных свойств.

Техника безопасности [ править | править код ]

Силикагель пожаро- и взрывобезопасен и классифицируется как вещество класса 3 из-за его воздействия на организм. Пыль силикагеля содержит от 10 до 70% свободного диоксида кремния. При хроническом вдыхании такой пыли может развиться силикоз — заболевание легких. Поэтому при регулярной работе с силикагелем рекомендуется использовать средства индивидуальной защиты органов дыхания от пыли.

Силикагель с цветным индикатором влажности может содержать хлорид кобальта(II), который является токсичным и канцерогенным [4].

Не так давно, если быть точным, в октябре, один из членов клуба опубликовал сообщение о силикагеле в качестве осушителя салона автомобиля. Прочитав ее, я еще раз вспомнил о том, насколько повышается влажность в салоне в начале зимнего сезона и как сильно это меня беспокоит. Всю зиму она может быть то положительной, то отрицательной, а влажность воздуха — бешеной. Поэтому тема очень актуальна, кроме того, очень хотелось бы оценить реальную эффективность этого метода, а также результат любых рассуждений помимо слов типа «как стало лучше».
«Вариант с носками, конечно, не хуже любого другого, но я люблю эстетику во всем, поэтому решил сделать вариант более привлекательным. Я хотела купить 3 килограмма силикагеля и упаковать его в красивые мешочки, которые мне обещали сшить, но обнаружила, что такую маленькую партию купить крайне сложно. Изучив рынок силикагеля, я нашла отличный готовый вариант — SORBIS 219 в красивых темно-синих пакетах (1кг, 24х15см), 5 шт (900р. включительно).

Согласно стандартам, для салона автомобиля требуется около 3 кг. Мне пришлось подождать некоторое время, потому что он был сухим и не имел смысла для этого эксперимента. Он наконец-то наступил, когда утром гигрометр моей кабины показал влажность более 90%. В результате все пять сумок были распределены по всему автомобилю: две под передними сиденьями и одна в багажнике. Лишние два килограмма не повредят, подумал я, и только повысят эффективность. Полезное пространство не пострадало, и ничто не бросалось в глаза. На следующее утро (погода точно такая же, дождь) гигрометр показывал около 95% влажности, почти никаких изменений. (Может быть, минус 1%), но все окна с внутренней стороны были абсолютно сухими. Честно говоря, я ожидал, что показания гигрометра будут более разнообразными сразу, возможно, вам придется подождать некоторое время.

Через несколько дней, точнее, на 5-й день, влажность в кабине составляла около 85%, но, похоже, становится лучше. Сегодня 8-й день, показания гигрометра составляют 81%, а данные Gismeteo за сегодня — 85%. Разница есть, метод работает. В индикаторном мешке появилась одна розовая крупинка. Но на самом деле это оказалось гораздо сложнее, чем я думал, мне нужны длительные наблюдения, чтобы судить о пригодности этого метода конкретно для автомобиля. Но в любом случае, этот метод должен работать по определению, при соблюдении конкретных условий работы, поскольку салон автомобиля все же не является полностью замкнутым объемом.

Теперь нужно подождать, пока весь силикагель в контрольном пакете приобретет насыщенный розовый цвет, что означает достижение максимального водопоглощения, которое составляет около 30% от веса силикагеля. На самом деле, оказывается, что 5 кг силикагеля могут поглотить 1,5 литра воды. После этого эффективность снижается до минимума, и мешки приходится сушить в течение нескольких часов. Количество циклов сушки очень велико, поэтому это займет много времени, самое главное — не намочить силикагель.

Через месяц я взвешу один из мешков, посмотрю, насколько увеличился вес, тогда можно будет сделать окончательные выводы. Все это время на машине для коротких поездок, не думаю, что это сильно повлияет на результаты.
Хочу добавить, что это не реклама, и я не имею никакого отношения к компании Sorbis или ее продукции.

Не так давно, если быть точным, в октябре, один из членов клуба опубликовал сообщение о силикагеле в качестве осушителя салона автомобиля. Прочитав ее, я еще раз вспомнил о том, как много влаги поднимается в кабине в начале зимнего сезона и как сильно она меня беспокоит. Всю зиму она может быть то положительной, то отрицательной, а влажность воздуха — бешеной. Поэтому тема очень актуальна, кроме того, очень хотелось бы оценить реальную эффективность этого метода, а также любые аргументы, выходящие за рамки слов типа «как стало лучше».
«Вариант с носками, конечно, не хуже любого другого, но я люблю эстетику во всем, поэтому решил сделать более привлекательный вариант. Я хотела купить 3 килограмма силикагеля и упаковать его в красивые мешочки, которые мне обещали сшить, но обнаружила, что такую маленькую партию купить крайне сложно. Изучив рынок силикагеля, я нашла отличный готовый вариант — SORBIS 219 в красивых темно-синих пакетах (1кг, 24х15см), 5 шт (900р. включительно).

Согласно стандартам, для салона автомобиля требуется около 3 кг. Мне пришлось подождать некоторое время, потому что он был сухим и не имел смысла для этого эксперимента. Он наконец-то наступил, когда утром гигрометр моей кабины показал влажность более 90%. В результате все пять сумок были распределены по всему автомобилю: две под передними сиденьями и одна в багажнике. Лишние два килограмма не повредят, подумал я, и только повысят эффективность. Полезное пространство не пострадало, и ничто не бросалось в глаза. На следующее утро (погода точно такая же, дождь) гигрометр показывал около 95% влажности, почти никаких изменений. (Может быть, минус 1%), но все окна с внутренней стороны были абсолютно сухими. Честно говоря, я ожидал, что показания гигрометра будут более разнообразными сразу, возможно, вам придется подождать некоторое время.

Через несколько дней, точнее, на 5-й день, влажность в кабине составляла около 85%, но, похоже, становится лучше. Сегодня 8-й день, показания гигрометра составляют 81%, а данные Gismeteo за сегодня — 85%. Разница есть, метод работает. В индикаторном мешке появилась одна розовая крупинка. Но на самом деле это оказалось гораздо сложнее, чем я думал, мне нужны длительные наблюдения, чтобы судить о пригодности этого метода конкретно для автомобиля. Но в любом случае, этот метод должен работать по определению, при соблюдении конкретных условий работы, поскольку салон автомобиля все же не является полностью замкнутым объемом.

Теперь нужно подождать, пока весь силикагель в контрольном пакете приобретет насыщенный розовый цвет, что означает достижение максимального водопоглощения, которое составляет около 30% от веса силикагеля. На самом деле, оказывается, что 5 кг силикагеля могут поглотить 1,5 литра воды. После этого эффективность снижается до минимума, и мешки приходится сушить в течение нескольких часов. Количество циклов сушки очень велико, поэтому это займет много времени, самое главное — не намочить силикагель.

Через месяц я взвешу один из мешков, посмотрю, насколько увеличился вес, тогда можно будет сделать окончательные выводы. Все это время на машине для коротких поездок, не думаю, что это сильно повлияет на результаты.
Позвольте мне добавить, что это не реклама, я не имею никакого отношения к компании Sorbis или ее продукции.

Оцените статью
Добавить комментарий