Что такое силикагель для чего он
Как работает силикагель и что это такое?
Это высушенный гель кремниевой кислоты, представляющий собой серые, белые или бесцветные, прозрачные или матовые гранулы неправильной, сферической или овальной формы. Является твердым гидрофильным сорбентом.
Гранулы материала имеют пористую структуру и сильно развитую внутреннюю поверхность, благодаря чему обладают способностью сорбировать воду и другие жидкости, а также пары органических веществ (бензина, толуола, ацетона, бензола, эфира и др.) и газы из жидких и газовых сред.
Силика гель работает следующим образом: его обширная поверхность состоит из активных центров, расположенных на расстоянии 0,5 нм друг от друга. Поглощающая способность сорбента зависит именно от количества и активности таких центров. При впитывании посторонних веществ активность падает, но у некоторых разновидностей может регенерироваться при 150-200°С. С растворенными веществами активные центры взаимодействуют из-за образования водородных связей.
Существуют силикагели особого назначения, например, индикаторный (пропитанный кобальтовыми солями, по мере поглощения влаги меняет окрас гранул с голубого на розовый), для бытовых холодильников, хроматографии, стеклопакетов и др.
Как использовать силикагель?
Silikagel получил широкое применение как в промышленности, так и в быту. Благодаря впитывающей способности его используют для защиты при долгом хранении от губительного воздействия влаги и образования коррозии различного оборудования, оптических приборов, кожаных изделий, сухозаряженных аккумуляторных батарей, продуктов питания. Кроме того, материал применяется в качестве катализатора в органическом синтезе и для выделения и концентрирования антибиотиков, разделения витаминов, аминокислот и спиртов в фармацевтике.
Silica gel закладывается между стеклопакетами, чтобы предохранить стекла от запотевания, обезвоживает фреон в холодильном оборудовании, используется для обессеривания нефтяных погонов и извлечения смолистых веществ из нефти. Он отлично поглощает газообразные вещества, поэтому применяется для осушки водорода, воздуха, кислорода, углекислого газа, хлора, азота и др.
Также сорбент может быть очень полезен в быту: он является главным составляющим наполнителей для кошачьих туалетов. Такие наполнители дороже, чем древесные или глиняные, но расходуются гораздо экономичнее, эффективнее поглощают запахи и обладают гораздо меньшим весом.
Кроме того, silicagel можно использовать в качестве осушителя для электронной техники, не прошедшей проверку на водостойкость. Для этого принявший водные процедуры аппарат (например, мобильный телефон, планшет, плеер) помещают в коробку с гранулами сорбента на 8-10 часов. Избавиться от запотевания фотоаппарата также можно, положив в сумку с ним несколько пакетиков силикагеля.
Эти же пакетики помогут устранить неприятный запах сырости в спортивных сумках, предохранить столовое серебро от потемнения, а семена на зиму – от увлажнения. С их помощью можно быстро и безопасно высушить обувь, защитить лезвия бритвы от затупления, предотвратить образование конденсата в автомобиле. Силикагель используется и для хранения фотографий – благодаря ему они будут защищены от выцветания. А залив гранулы сорбента эфирными маслами, можно получить отличный освежитель воздуха.
Таким образом, этот влагопоглотитель является не только незаменимым материалом в промышленности, но и может существенно облегчить жизнь при применении в быту.
Где приобрести?
Мы реализуем химпродукцию по самым доступным ценам. Для заказа просто нажмите на кнопку выше и введите ваши контакты.
Силикагель
Силикагель — высушенный гель, образующийся из перенасыщенных растворов кремниевых кислот (nSiO2·mH2O) при pH > 5—6.
Применяется как твёрдый гидрофильный сорбент.
Содержание
Получение
Получается при подкислении водных растворов силикатов щелочных металлов с последующей промывкой от соли щелочного металла и высушиванием образовавшегося геля, например:
Обезвоживанием концентрированных золей коллоидного кремнезёма:
Гидролизом соединений кремния, например, тетрахлорида кремния или разложением сложных эфиров ортокремниевой кислоты.
Цветовые индикаторы влажности
При изготовлении некоторых марок силикагеля в него добавляют в небольшом количестве цветовые индикаторы влажности, — вещества, изменяющие свой цвет при изменении степени гидратации. Обычно в качестве такого вещества используют соли двухвалентного кобальта, например, хлорид кобальта. В обезвоженном состоянии эта соль имеет темно-синий цвет, при гидратации изменяет цвет на светло-розовый.
Также в качестве цветового индикатора влажности используют органический краситель — метилвиолет, который при изменении влажности изменяет цвет от зелёного до оранжевого или бесцветного.
В качестве индикатора влажности, зёрна индикаторного силикагеля добавляют в небольшом количестве к зёрнам обычного, неокрашенного силикагеля.
Цветовые индикаторы небезопасны, так, хлорид кобальта токсичен и является канцерогеном. Имеются сведения, что и метилвиолет может являться канцерогеном, но он менее вреден и допускается для применения даже в медицине.
Адсорбционные свойства
Силикагель имеет огромную площадь поверхности (до 1000 м²/1 г), состоящую из групп —SiOH, расположенных на расстоянии 0,5 нм друг от друга. Эти группы являются активными центрами, причём активность конкретной марки силикагеля зависит от числа и активности таких центров. В активном адсорбенте, то есть таком, из которого удалена адсорбированная на его поверхности вода, многие центры будут активны. Такая активация происходит при нагревании геля до 150—200 °C.
При нагревании до более высокой температуры в интервале 200—400 °C адсорбционная активность теряется в результате образования связей Si-O, происходящего с отщеплением воды. Этот процесс обратим. При нагревании выше 400 °C площадь сорбирующей поверхности силикагеля необратимо уменьшается.
Активные центры взаимодействуют с полярными растворёнными веществами главным образом за счёт образования водородных связей.
Классификация и марки силикагелей
Согласно ГОСТ 3956-76 силикагели классифицируются по:
Принято четырёхбуквенное обозначение марки силикагеля согласно ГОСТ 3956-76.
Товарный силикагель обычно выпускают в виде зёрен или шаровидных гранул размером от 5—7 до 10 −2 мм. Различные марки силикагелей имеют средний эффективный диаметр пор 20—150Å и удельную поверхность 100—1000 м²/г.
Также существуют гидрогели (аквагели), в которых поры заполнены водой, алкогели (спиртовые гели), ксерогели, в которых из геля удалены любые жидкости, аэрогели (высушенные в автоклаве при нагревании выше критической точки).
Существуют силикагели специального назначения, например, силикагель-индикатор влажности (пропитанный солями кобальта, по мере впитывания влаги и снижения активности гранулы изменяют окраску с голубой на розовую), силикагели для хроматографии, силикагели для бытовых холодильников и ряд других марок.
Изменение цвета силикагель индикатор
Изменение цвета силикагель индикатор (импортный)
Применение
Основное применение силикагели находят при осушке различных газов — воздуха, углекислого газа, водорода, кислорода, азота, хлора и других промышленных газов (например, в осушителях сжатого воздуха).
Способность силикагеля поглощать значительное количество воды используется для осушки различных жидкостей, в особенности, в том случае, когда в обезвоживаемой жидкости плохо растворяется вода (например, сушка галогенированных органических жидкостей типа фреонов).
Силикагели служат также осушителями при консервации оборудования для предохранения его от коррозии.
Наряду с водой силикагели хорошо поглощают пары многих органических веществ. Этим его свойством пользуются для улавливания (рекуперации) паров бензина, бензола, эфира, ацетона и т. п. из воздуха, бензола, из газовых коксовых печей и бензина из природных газов.
Свойство силикагеля поглощать многие вещества из жидкой фазы используют в промышленной очистке различных масел, удаления серы из продуктов дистилляции нефти и для удаления из нефти высокополимерных смолистых веществ.
Также силикагель используют как адсорбент для наполнения хроматографических колонок в хроматографии, как поглотитель воды (осушитель) органических растворителей, адсорбционной очистки неполярных жидкостей; для разделения спиртов, аминокислот, витаминов, антибиотиков и др.). Крупнопористые силикагели применяются как носители катализаторов.
Также силикагель хорошо адсорбирует атомы радона и его изотопов.
В быту силикагель широко используется для производства наполнителей для кошачьих туалетов.
Обычно силикагелем наполняют какую-либо газопроницаемую или перфорированную оболочку, например, пластиковые пакетики — осушители. Осушители до их использования хранят в герметичной таре для предотвращения поглощения ими влаги из воздуха. Осушители начинают действовать сразу же, как только их вынимают из влагонепроницаемой защитной упаковки, поэтому они должны оставаться в герметичной таре как можно дольше.
Для повышения эффективности осушителей их целесообразнее всего, по возможности, свободно подвешивать в верхней части упаковки с изделием. Желательно, чтобы упаковка изделия или товара была герметична. Также выпускаются «контейнерные осушители» — осушители с большим количествам силикагеля из-за большой массы относительно поверхности осушителя оно действуют медленнее, что увеличивает срок службы осушителя до насыщения влагой и потери им осушающих свойств.
Нормы закладки «контейнерных осушителей» при перевозке товара, чувствительного к влажности, устанавливают примерно из расчета 1 кг на 1 м³ объема транспортной тары. При перевозке и хранении продукции, изделий в тропическом влажном климате нормы закладки силикагеля в осушителях должны быть соответственно увеличены в 3,5 раза.
Техника безопасности
Силикагель пожаро- и взрывобезопасен, по степени воздействия на организм относится к веществам 3-го класса опасности. Пыль силикагеля содержит от 10 до 70 % свободного диоксида кремния при хроническом вдыхании такой пыли возможно развитие болезни лёгких — силикоза. Поэтому при регулярной работе с силикагелем рекомендуют использовать индивидуальные средства защиты органов дыхания от пыли.
Силикагель с цветовым индикатором влажности может содержать хлорид кобальта(II), который токсичен и является канцерогеном.
Что такое силикагель, почему вы его точно видели и зачем он нужен
Редакция, Общество, 10:21, 25.01.2021
Маленькие пакетики в коробках из-под новой обуви не обязательно сразу выбрасывать. Можно найти много полезных способов их применения в быту
Что представляет собой силикагель?
Силикагель (silikagel) – высушенный гель кремниевой кислоты. Он выглядит как серые, белые или бесцветные, прозрачные или матовые гранулы.
Проще говоря, силикагель – это маленькие светлые шарики. Вы видели их, например, в маленьких пакетиках в коробках с обувью.
Зачем нужен силикагель?
Силикагель хорошо поглощает влагу, рассказывает him-kazan.ru. Его используют и в промышленности, и в быту. Пакетики с силикагелем кладут в коробки с обувью, например, чтобы защитить новинку от влаги.
Где применяют силикагель?
Силикагель поможет просушить обувь, избавиться от запаха сырости, сохранить семена, убрать конденсат на линзах фотоаппарата и сохранить столовое серебро, пишет «АиФ». Еще его применяют, чтобы высушить мобильный или уменьшить запотевание ветрового стекла. Кроме того, силикагель используют как наполнитель для кошачьих лотков.
Когда наступит ретроградный Меркурий в 2021-м и что он нам принесет
В конце января Меркурий на несколько недель снова станет ретроградным. Это время – хорошая возможность лучше понять себя и переосмыслить важную информацию
Силикагель фасованный: описание, виды, применение
Силикагель (осушитель) фасованный – это высушенный твердый гель, который образуется из перенасыщенных растворов кремниевых кислот. Он представляет собой белые, серые либо бесцветные, матовые или прозрачные гранулы сферической, неправильной или овальной формы.
Данный материал отличается огромной площадью поверхности, состоящей из групп SiOH, расположенных друг от друга на расстоянии 0,5 нм. Такие группы являются активными центрами, активность определенной марки зависит от количества и активности этих центров. В активном осушителе (в котором удалена вода, адсорбированная на его поверхности), соответственно, многие центры будут активны. Активация выполняется при нагревании сорбента до температуры 150—200°C.
При производстве некоторых разновидностей продукта добавляют небольшое количество цветовых индикаторов влажности – веществ, которые меняют свой цвет при изменении уровня гидратации. Обычно для этой цели используют соли двухвалентного кобальта (хлорид кобальта). Так, силикагель индикатор, пропитанный этой солью, в обезвоженном состоянии имеет темно-синий цвет, а по мере увлажнения изменяет свой окрас на светло-розовый.
Классификации
Влагопоглотители разделяют по различным признакам: форме (кусковые, гранулированные), размерам зерен (мелкие, крупные), величине пор (мелкопористые, крупнопористые). Согласно ГОСТ 3956—76, принято четырехбуквенное обозначение их марок:
Также существуют осушители специального назначения: индикаторный, для бытовых холодильников, стеклопакетов, хроматографии и ряд прочих марок.
Силикагель синий (индикаторный)
Данный препарат представляет собой мелкопористые гранулы от светло-голубого до синего цвета, пропитанные солями кобальта. По мере обводнения и понижения активности они изменяют свой окрас на ярко-розовый, что сигнализирует о необходимости регенерации или замены сорбента.
Материал получают методом взаимодействия раствора соляной кислоты, 5% хлорида кобальта и силиката натрия. Полученную гелевую смесь после застывания мелят, промывают водой для устранения избытка кислоты, дробят, сушат и рассеивают на фракции, затем прокаливают для удаления излишней влаги.
По сравнению с другими видами влагопоглотителей, индикатор позволяет не просто осушить воздух путем впитывания избытка влаги, но и контролировать состояние среды в замкнутых пространствах (транспортных, упаковочных тарах, помещениях).
КСМГ и КСКГ
Эти разновидности незначительно различаются между собой сферой использования. Силикагель КСМГ (ГОСТ 3956-76) – универсальный сорбент, подходящий практически для любых областей, где необходимо избавление от излишней влажности воздуха.
Силикагель КСКГ (ГОСТ 3956-76) предпочтителен при планировании проведения продолжительных работ на открытых пространствах: для закладывания в камеры видеонаблюдения, электрощиты. Обе разновидности отличаются сильно развитой внутренней поверхностью, пористой структурой и способностью поглощать большие объемы влаги за минимальное время.
Данные препараты также способны поглощать пары органических соединений (толуола, бензина, бензола, ацетона, эфира), газов из газовых, жидких сред. Они отличаются высокой механической прочностью – их почти невозможно раздавить или растереть.
Силикагель: применение
Сорбент используется для предохранения различной продукции от излишней влаги, образования конденсата, развития коррозии, появления плесени. В частности, он применяется для:
Продукт также используют для производства оптического стекла, медицинского, космического оборудования, в наблюдательных колбах осушителей, лабораториях, адсорбентных мешках. Кроме широкого промышленного использования, материал также будет незаменимым помощником в быту.
Использование в бытовых целях
Благодаря своим уникальным свойствам влагопоглотитель нашел применение и в домашних условиях. Он безопасен для организма человека (особенно в упакованном состоянии), поэтому использовать его могут даже дети. Главное объяснить им, что не следует доставать препарат из упаковки, пробовать его на вкус и проводить другие эксперименты.
Для этого следует положить несколько пакетиков с осушителем в место хранения бритвы. Благодаря такому способу лезвия не пострадают из-за излишней влажности и не затупятся в течение долгого времени.
Если «мобильник» принял водные процедуры, его нужно сразу выключить и положить в емкость с рисом – пожалуй, это один из самых популярных советов в такой ситуации. Но можно заменить рис на силикагель, тем более что поглощающие свойства второго явно сильнее. Через 8-10 часов телефон можно включать – велика вероятность, что от купания не осталось никаких последствий.
Если зимой хранить семена вместе с пакетом сорбента, они не смогут интенсивно поглощать влагу из воздуха и не отсыреют.
Чтобы столовое серебро не окислялось из-за избыточной влажности, его надо хранить совместно с упаковкой осушителя.
Куда еще можно положить мешочек с влагопоглотителем? В шкаф с одеждой, чтобы устранить запах сырости, на переднюю панель в автомобиля для защиты лобового стекла от запотевания, в сумку с фотоаппаратом для предотвращения конденсата, в место хранения фотографий, чтобы предотвратить их выцветание. А как вы используете этот осушитель?
Выводы
Силикагель фасованный (ГОСТ 3956-76) – недорогой влагопоглотитель, защищающий различную продукцию от влажности. Он не оказывает вредного воздействия на организм человека и окружающую среду, очень востребован в промышленности и в быту.
Силикагель
Вода входит в структуру силикагеля в виде гидроксильных групп, химически связанных с атомами кремния на поверхности. Силикагель обладает пористой структурой: суммарная поверхность пор от 100 до 700 м 3 /г.
Инертное химическое соединение – силикагель может быть использован для адсорбции многих веществ. Благодаря своим высоким гидрофильным свойствам, силикагель- ценный адсорбент при адсорбции водяных паров. Адсорбированная вода удерживается на силикагеле за счет водородных связей ОН-группы поверхности решетки. При нагревании силикагель легко возвращает поглощенные вещества, восстанавливая при этом свои адсорбционные свойства. Однако при температуре выше 200 0 С ( особенно при нагревании в вакууме) снижается степень покрытия поверхности гидроксилами и соответственно уменьшается в дальнейшем адсорбция воды, метанола, аминов и других адсорбтивов в области мономолекулярного заполнения.
В зависимости от гранулометрического состава, формы частиц и характера пористости силикагели обозначают четырьмя буквами: первая буква характеризует размер гранул, вторая- (всегдаС)- силикагель, третья- размер пор, последняя форму частиц. Так, крупный силикагель мелкопористый гранулированный обозначают КСМГ, мелкий силикагель мелкопористый кусковой- МСМК. Средние фракции силикагеля называют «шихтой» и обозначают: ШСМК, ШСКГ, ШСМГ. Индикаторный силикагель (ГОСТ 8984-58) –силикагель, пропитанный солями кобальта. В зависимости от влажности среды он изменяет цвет от светло-голубого до розового.
Выпускается силикагель в виде шариков или кусочков неправильной формы с зернами размером в пределах 0,1-7,0 мм. В зависимости от аппаратурного оформления рекомендуют следующий гранулометрический состав силикагеля: 0,1-0,25 мм- для процессов с кипящим слоем адсорбентов; 0,5-2,0 мм – для жидкофазных процессов и процессов с движущимся слоем адсорбента; 2,0 – 7,0 мм – для процессов в газовой фазе со стационарным слоем адсорбента.
Для осушки газа на промышленных установках наиболее эффективно применение мелкопористого силикагеля. Однако, следует учитывать, что мелкопористый силикагель быстро измельчается при наличии в газе капельной влаги, которая вызывает значительные напряжения в структуре гранулы как во время адсорбции, так и при регенерации. Более устойчив к пересыщенным влагой газам крупнопористый силикагель.
Не рекомендуется применять силикагель как осушитель, если в состав газа входят ненасыщенные углеводороды, так как при регенерации они полимеризуются. Насыщенные углеводороды, начиная с бутанов, сорбируются силикагелем, но их частично заменяет вода. Легкие углеводороды ( до бутанов) полностью выделяются при регенерации силикагеля и не влияют на адсорбционную способность силикагеля в последующих циклах. Тяжелые углеводороды С5 и выше более прочно удерживаются силикагелем и при регенерации удаляются не полностью.
Масла, гликоли и амины легко сорбируются силикагелем и при регенерации в зависимости от температуры остаются на поверхности или разлагаются, образуя смолистые соединения, которые закупоривают поры адсорбента и снижают его адсорбционную способность. Амины разлагаются с образованием аммиака, который разрушает структуру силикагеля, увеличивает размер пор и уменьшает его поверхность.
Сероводород и диоксид углерода сорбируются на силикагеле подобно бутану и как бутан большей частью вытесняются парами воды при адсорбции и целиком удаляются при регенерации.
Динамическая адсорбционная способность силикагеля по влаге зависит: 1-.от размера зерна; 2.-скорости потока; 3.-содержания влаги в газе. ( см. рис. 1,2).
Рис.2 Динамическая адсорбционная способность слоя силикагелей (h=1 м) при разной скорости потока:
а) осушка для «проскоковой» концентрации, соответствующей точки росы tр=-40 0 С;
1- крупнопористый силикагель; 2-среднепористый; 3-мелкопористый.
Кроме того, динамическая, адсорбционная способность силикагеля по влаге зависит от полноты регенерации, в свою очередь зависящей от температуры. Максимальная температура при регенерации 200-250 0 С, так как при более высокой температуре поверхность силикагеля разрушается. Ниже приводятся результаты исследования действия температуры регенерации на динамическую адсорбционную способность мелкопористого силикагеля (мг/см 3 ) при осушки до точки росы минус 40 0 С: