Одним из наиболее практически важных соединений кремния является двуокись кремния SiO2. Отличительной особенностью двуокиси кремния является склонность давать коллоидные растворы и образовывать с водой гели (силикагелями).Силикагель представляет собой высушенный гель кремниевой кислоты пористого строения с очень развитой внутренней поверхностью. Эта особенность обуславливает ценнейшие свойства силикагеля - адсорбента, носителя каталитически активного вещества и катализатора. Интерес к силикагелю связан с сочетанием в нем ряда ценных качеств: высокой адсорбционной способности, избирательности адсорбционного действия, способности подвергаться многократной регенерации без потери адсорбционной активности, относительно большой прочности зерен, термостойкости, возможности получения его в гранулированном и порошкообразном состоянии и др.
Применение
Силикагель находит все более широкое применение в различных отраслях промышленности. Ввиду гидрофильных свойств поверхности (способность притягивать воду) силикагеля его часто используют для осушки воздуха, углекислого газа, водорода, кислорода, азота, хлора и других промышленных газов.
Наряду с водой силикагели очень хорошо сорбируют пары многих органических веществ. Этим его свойством пользуются для улавливания (рекуперации) паров эфира, бензина, ацетона, бензолаи т.п. из воздуха, бензола, из газовых коксовых печей и бензина из природных газов. Свойство силикагеля поглощать многие вещества из жидкой фазы успешно используют в промышленной очистке различных масел, при обессеривании нефтяных погонов и удаления из нефти высокополимерных смолистых веществ.
Также силикагель используют как адсорбент в хроматографии (динамический сорбционный метод разделения и анализа смесей веществ), как поглотитель водяных паров (осушитель) и органических растворителей (например, в осушителях сжатого воздуха, адсорбционной очистки неполярных жидкостей; для разделения спиртов, аминокислот, антибиотиков, витаминови др.). Крупнопористые силикагели применяются как носители катализаторов. Также силикагель достаточно хорошо адсорбирует ядра радона-222 (и его изотопов). Силикагель также широко используется для производства наполнителей для кошачьих туалетов.
Получение
Получается при подкислении растворов силикатов щелочных металлов с последующей промывкой и высушиванием образовавшегося геля.
Na2SiO3 + 2HCl = 2NaCl + H2SiO3 H2SiO3 = SiO2 + H2O
Классификация силикагелей
Согласно ГОСТ 3956-76 силикагели различают:
- по размерам пор (крупнопористые и мелкопористые).
- по размерам зёрен (крупные и мелкие);
- по форме зёрен (гранулированные или кусковые);
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.
