Силикагеля свойства и противопоказания
Текущая версия страницы пока не проверялась опытными участниками и может значительно отличаться от версии, проверенной 12 февраля 2019;
проверки требуют 7 правок.
Гранулы сухого силикагеля
Силикаге́ль — высушенный гель, образующийся из перенасыщенных растворов кремниевых кислот (nSiO2·mH2O) при pH > 5—6.
Применяется как твёрдый гидрофильный сорбент.
Получение[править | править код]
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[править | править код]
Гранулы силикагеля с индикатором влажности — хлоридом кобальта. Слева снизу — насыщенный влагой силикагель, справа снизу — безводный.
Пакетик с силикагелем к которому добавлены зёрна индикаторного силикагеля
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[1]. Имеются сведения, что и метилвиолет может являться канцерогеном[2], но он менее вреден и допускается для применения даже в медицине.
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 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-Si, 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[править | править код]
Согласно ГОСТ 3956—76 силикагели классифицируются по:
- форме зёрен (гранулированные или кусковые);
- размерам зёрен (крупные и мелкие);
- размерам пор (крупнопористые и мелкопористые).
Принято четырёхбуквенное обозначение марки силикагеля согласно ГОСТ 3956—76[3].
- 1-я буква характеризует размер гранул (К — крупный, М — мелкий, А — активированный, Ш — шихтовый);
- 2-я буква всегда С (силикагель);
- 3-я буква размер пор (К — крупнопористый, М — мелкопористый);
- 4-я буква форма частиц (Г — гранулированный, К — кусковой).
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.
Применение[править | править код]
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.
Техника безопасности[править | править код]
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[4].
Литература[править | править код]
- Кольцов С. И., Алесковский В. Б. Силикагель, его строение и химические свойства. — Л., 1963.
- Беркман С., Морелл Д., Эглофф Г. Катализ в неорганической и органической химии, книга вторая. — М.: Гостоптехиздат, 1949.
- Силикагели // Газпром нефтехим Салават: энциклопедия / гл. ред. Д. Р. Ягтман. — Уфа: Башкирская энциклопедия, 2012. — С. 353—354. — 472 с.: ил., карта. — 2000 экз. — ISBN 978-5-88185-079-1; УДК 338 Г13; ББК 65.304.13(2Рос. Баш.)я2.
Примечания[править | править код]
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.
Что такое силикагель? Это пакетики с гранулами, которые в основном его кладут в коробки с обувью, чтобы защитить его от излишней влаги. Впрочем, это не все возможные способы использования. Читайте нашу статью, чтобы узнать, как применять силикагель дома.
Если вы дома силикагель и не знаете, что с ним делать, у нас есть для вас несколько советов. Просмотрите их и вы непременно найдете для себя что-то полезное.
Когда кто-то говорит о силикагель, вы можете не сразу понять, что это такое. Впрочем вы точно видели его. Например, после того, как купили новую пару обуви и распаковали ее. Силикатный гель выглядит как целлюлозные пакетики с твердыми шариками внутри.
Это соединение имеет мощные абсорбирующие свойства, то есть прекрасно поглощает влагу. Производители часто используют силикагель, чтобы предотвратить порчу некоторых продуктов.
Такая химическая вещество имеет прозрачный цвет. Она пористая, инертная и без запаха. Ее невозможно растворить в воде или любой другой жидкости.
Силикагель имеет просто удивительные свойства и именно поэтому в нашей статье мы хотим рассказать о нем подробнее.
Как использовать силикагель дома
Обычно в этих пакетиков не добавляют инструкцию по использованию, поэтому чаще всего они оказываются в корзине для мусора.
На упаковке указано только «силикатный гель», а также то, что этот продукт при каких обстоятельствах нельзя глотать . Впрочем самом деле эти маленькие пакетики имеют множество других применений, о которых мы хотим вам рассказать.
профилактика ржавчины
Вы можете продлить срок использования лезвий, если каждый раз после применения класть их в ящик с абсорбирующим средствами. Влага, которая остается на лезвиях, быстро высохнет и они не поржавеют.
Так же, если вы хотите предотвратить появление ржавчины на инструментах, советуем положить несколько пакетиков силикагеля в коробку, где они хранятся . Благодаря этому инструменты длительное время оставаться в хорошем состоянии.
Восстановление залитого смартфона
В жизни разное бывает. Вы можете попасть под ливень, вылить на телефон чай или случайно бросить его в ванну.
Если с вами такое случилось и смартфон намочился, можно использовать эти пакетики силикагеля, чтобы впитать влагу.
Мы все слышали, что можно положить телефон на рис. Впрочем пакетики силикагеля значительно эффективнее, поэтому вы скорее высушите телефон и, возможно, спасете его от неминуемой вреда.
Защита бумаги от воздействия влаги
Силикагель также используют, чтобы сохранить качество старых фотографий . Если вы опасаетесь, что со временем старые фотографии начнут разрушаться, советуем положить их в коробку с несколькими пакетиками силикатного геля.
Он не только хорошо защищает фотографии от влаги, но также поможет сохранить ценные документы.
Хранения верхней одежды, чемоданов и рюкзаков
Меховые и кожаные изделия — это очень нежный одежду, требующий особого ухода . Чтобы материал не повредился, можете положить по несколько пакетиков силикатного геля в кармане.
Кроме того, можете бросить его в сумку для походов в зал,ведь кроме влаги это соединение также поглощает неприятные запахи.
Наконец, чемоданы, которые лежат закрытыми несколько месяцев, могут портиться, неприятно пахнуть или задерживать влагу. Если эта проблема вам знакома, положите небольшие пакетики силикагеля внутрь, чтобы чемоданы были сухие и выглядели как новые.
Другие способы использования силикагеля
Кроме всех указанных выше способов, силикагель прекрасно удаляет влагу из запотели переднего стекла . Просто положите несколько небольших пакетиков геля на панель приборов, и вы заметите, что на стекле меньше накапливается влага.
Кроме того, это соединение также сохраняет свойства семян . Если вам нравится выращивать растения, можете положить немного силикагеля в коробку, где хранятся семена. Так оно не испортится и будет дольше пригодно к высадке.
Конечно, пакетики силикагеля можно бросить в больших пачек с едой для животных . Если вы живете в регионе с высоким уровнем влажности, это поможет спасти пищу от быстрой порче, ведь она будет оставаться сухой. Только не забудьте вовремя вынуть пакетики и будьте осторожны, чтобы не разорвать их.
Как видите, силикатный гель имеет множество вариантов применения дома . Если у вас есть любой предмет, вещь или мебель, которые со временем могут легко стать жертвами чрезмерной влаги, положите рядом несколько пакетиков геля. Это станет прекрасно профилактикой.
А как насчет вас? Что делаете вы с пакетиками силикагеля?
Силикагель – твердый сорбент, представляющий собой прозрачные или матовые пористые гранулы белого или молочного цвета. Сорбирующее вещество выпускается в разных модификациях, отличающихся размерами и формой зерен, пористостью поверхности.
Силикагель КСМГ состоит из крупных мелкопористых гранул и широко используется для осушки воздуха, промышленных и природных газов, в качестве влагопоглотителя при хранении изделий из металла, кожи и других материалов.
В производстве индикаторного силикагеля используются соли кобальта, придающие сорбенту голубой цвет. По мере впитывания влаги снижается активность вещества, окраска изменяется на розовую. Индикаторный силикагель применяется для поддержки оптимального показателя относительной влажности в замкнутых пространствах.
Основные свойства опасности силикагеля
Технический силикагель относится к пожароустойчивым веществам, однако следует исключить работу с силикагелем вблизи открытых источников огня. Несмотря на опасность возгорания, взрыва при воспламенении гранул не произойдет.
На организм человека силикагель оказывает негативное влияние. По ГОСТ 12.1.007-76 он относится к третьему классу опасности с умеренно-опасными показателями токсичности.
Технический силикагель изготавливается из высушенного геля перенасыщенного раствора двуокиси кремния SiO2, который сам по себе опасности для здоровья не предоставляет. Но в мельчайших пылинках силикагеля, образующихся при работе с гранулами, содержится от 10 до 70% свободных частиц диоксида кремния.
Не менее опасен хлорид кобальта, использующийся в сорбенте с индикатором влажности для подкрашивания. Токсичное вещество отличается высокими канцерогенными свойствами. Попадание частиц силикатной пыли в легкие может вызвать серьезные заболевания дыхательной системы – бронхиты, силикоз, онкологические патологии.
Правила безопасности при работе с силикагелем
Для защиты от воздействия опасных для организма человека компонентов необходимо использовать средства, защищающие органы дыхания – респираторы, марлевые повязки. Предельно допустимая концентрация силиконовой пыли должна составлять 2мг/кв.м. Это требование распространяется на воздух любого рабочего места, независимо от его расположения – в цеху, под открытым небом, в транспортном средстве.
От сотрудников, работающих на производстве технического силикагеля, требуется соблюдения ряда условий:
- наличие чистой, неповрежденной спецодежды, специальной обуви, резиновых перчаток;
- защита органов дыхания респиратором или другим индивидуальные средства защиты;
- использование защитных очков для безопасности глаз.
Расфасовка силикагеля производится с предварительным удалением впитавшейся в процессе хранения влаги в специальных сушильных шкафах. Просушка проходит при температуре 150-180 градусов в течение 3-4 часов.
При изготовлении индикаторного силикагеля опасными факторами становятся:
- высокая температура в сушильном шкафу;
- находящиеся под напряжением корпуса шкафа.
Избежать несчастных случаев на производстве поможет оборудование сушильного шкафа заземлением. В помещении должна быть установлена и исправно работать принудительная вытяжная вентиляционная система.
Категорически запрещается:
- оставлять без присмотра нагревательные приборы;
- размешивать силикагель в процессе его сушки в печи;
- проводить работы при отсутствии принудительной вентиляции;
- работать в неисправных средствах индивидуальной защиты или при их отсутствии.
Мероприятия по безопасности работы с силикагелем должны включать специальную подготовку и инструктаж персонала. На рабочих местах вывешиваются правила техники безопасности.