Силикагель КСКГ, КСМГ, индикаторный.

Силикагель представляет собой высушенный гель, образующийся из перенасыщенных растворов кремниевых кислот (nSiO2·mH2O) при pH > 5—6. Твёрдый гидрофильный сорбент.

Получение

 Получается при подкислении растворов силикатов щелочных металлов с последующей промывкой и высушиванием образовавшегося геля.

 Na2SiO3 + 2HCl = 2NaCl + H2SiO3

 H2SiO3 = SiO2 + H2O

Свойства

 Силикагель имеет огромную площадь поверхности (800 м²/1 г), состоящую из групп —SiOH, расположенных на расстоянии 0,5 нм друг от друга. Эти группы являются активными центрами, причём активность конкретной партии 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 активность теряется в результате образования связей Si-O, происходящего с отщеплением воды. Эта стадия, однако, обратима. При нагревании выше 400 °C размер поверхности силикагеля необратимо уменьшается.

 Активные центры взаимодействуют с полярными растворёнными веществами главным образом за счёт образования водородных связей.

 Регенерация — это процесс восстановления рабочих свойств адсорбента (в данном случае силикагеля) после использования его для осушки или очистки каких-либо веществ. Регенерацию силикагеля можно осуществлять в промышленном масштабе, в химической лаборатории, а также в бытовых условиях. Процесс регенерации включает в себя три стадии:

 Очистка адсорбента (может не проводиться);

 Десорбция — это процесс, обратный адсорбции, то есть удаление адсорбтива из адсорбента;

 Охлаждение адсорбента после десорбции.

 В промышленных условиях процесс регенерации можно вести различными способами, в зависимости от того, для какого процесса осушки или очистки применялся силикагель.

 В лаборатории регенерацию силикагеля проводят в сушильном шкафу при нагревании до 150—170 °C в течение 3-4 часов.

 При использовании силикагеля в быту для осушки обуви, кожаных изделий, кино- и фотоаппаратуры и т. д., адсорбционные свойства силикагеля можно восстановить просушиванием его на батарее или в духовке при температуре не выше 170 °C.

 Важно! При нагревании силикагеля выше 180 °C разрушаются ОН-группы на его поверхности, что приводит к резкому ухудшению его адсорбционных свойств.

Классификация силикагелей

 Согласно ГОСТ 3956—76 силикагели различают:

 по форме зёрен (гранулированные или кусковые);

 по размерам зёрен (крупные и мелкие);

 по размерам пор (крупнопористые и мелкопористые).

 Существует четырёхбуквенное обозначение вида силикагеля согласно ГОСТ 3956—76.

 1-я буква характеризует размер гранул (К — крупный, М — мелкий, А — активированный, Ш — шихтовый);

 2-я буква всегда С (силиконогель);

 3-я буква размер пор (К — крупнопористый, М — мелкопористый);

 4-я буква форма частиц (Г — гранулированный, К — кусковой).

 Также 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.

Применение

 Товарный силикагель выпускают в виде зёрен или шаровидных гранул размером от 5—7 до 0,01 мм. Различные марки силикагелей имеют средний эффективный диаметр пор 20—150Å и удельную поверхность 102—103 м²/г.

 Основное применение силикагели находят при осушке воздуха, углекислого газа, водорода, кислорода, азота, хлора и других промышленных газов.

 Способность силикагеля поглощать значительное количество воды используется для осушки различных жидкостей, в особенности в том случае когда обезвоживаемая жидкость плохо растворяет воду (сушка галогенированных жидкостей типа фреон). Силикагели служат также осушителями при консервации оборудования для предохранения его от коррозии.

 Наряду с водой силикагели хорошо сорбируют 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, при обессеривании нефтяных погонов и удаления из нефти высокополимерных смолистых веществ.

 Также силикагель используют как адсорбент в хроматографии, как поглотитель водяных паров (осушитель) и органических растворителей (например, в осушителях сжатого воздуха, адсорбционной очистки неполярных жидкостей; для разделения спиртов, аминокислот, витаминов, антибиотиков и др.). Крупнопористые силикагели применяются как носители катализаторов. Также силикагель хорошо адсорбирует ядра радона-222 (и его изотопов). Силикагель широко используется для производства наполнителей для кошачьих туалетов

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 работе с силикагелем рекомендуют использовать средства защиты органов дыхания