Silica gel là gì? Cơ chế hoạt động và ứng dụng thực tế

Chu Văn An

Có lẽ hầu hết các bạn đều đã từng nhìn thấy những gói hạt nhỏ màu trắng trong hộp kẹo, đồ dùng gia đình, thiết bị điện tử. Đây là gói hút ẩm hoặc silicagel. Vậy silicagel là gì? Cơ chế tác dụng và ứng dụng như thế nào? Để biết câu trả lời chi tiết nhất, hãy theo dõi bài viết dưới đây cùng LabvietCHEM.

Sillgel là gì?

Sillgel là gì?

– Silicagel hay gel axit silicic là chất có trong tự nhiên, có công thức hóa học (SiO2.nH2O, n<2).

– Silicagel thực chất là silicon dioxide, được phát minh vào năm 1920 tại Đại học John Hopkins, Baltimore, Maryland, Mỹ. Trong Thế chiến thứ hai, người ta dùng chúng để giữ penicillin khô, làm chất xúc tác sản xuất xăng có chỉ số octan cao, sản xuất cao su tổng hợp và hấp thụ khí độc trong mặt nạ phòng độc.

Tính chất đặc trưng của silica gel

– Nhiệt độ nóng chảy: Khoảng 1610°C.

– Silicagel giảm cân khi đun nóng 5 – 6%

– Nhiệt dung riêng 920 J·kg−1·K−1

– Độ dẫn nhiệt 500 J/ (mhk)

– Vì mỗi khoang có kích thước lỗ trung bình là 24 angstrom (1 angstrom = 1/10 tỷ mét) nên có diện tích tiếp xúc cực lớn. Độ xốp của hạt silica gel thay đổi trong khoảng 20% ​​- 60%, đường kính lỗ rỗng khoảng 3 – 10 nm, bề mặt riêng khoảng 200 – 800 m2/g (thường là 800 m2/g).

– Là chất hút ẩm, chất xúc tác và chất hấp phụ trong sắc ký.

– Silicagel nguyên chất là chất trơ không phân cực, không độc hại, tuy nhiên khi có nhóm chức hydroxyl trong phân tử thì bề mặt phân cực rất mạnh và có tính ưa nước.

Quá trình biến đổi cấu trúc trên bề mặt Silicagel

Cơ chế hoạt động của hạt silica gel

– Silicagel hấp thụ độ ẩm nhờ hiện tượng mao dẫn ở hàng triệu khoang rỗng cực nhỏ của nó khiến hơi nước bị hấp thụ và bám vào các lỗ rỗng bên trong các hạt. Mỗi hạt silica gel có thể hấp thụ một lượng nước lớn bằng 40% trọng lượng của hạt.

– Khả năng hút ẩm của hạt silica gel bị ảnh hưởng bởi độ ẩm tương đối của môi trường:

+ Độ ẩm tương đối của không khí là 20%, khả năng hút ẩm của silicagel là 12%.

+ Độ ẩm tương đối của không khí là 50%, khả năng hút ẩm của silicagel là 23%.

+ Độ ẩm tương đối của không khí là 90%, khả năng hút ẩm của silicagel là 31%.

– Khi ngậm đủ nước, silica gel có thể được tái sử dụng bằng cách nung ở nhiệt độ 110-120 độ C cho đến khi chuyển sang màu xanh nhạt hoặc rang trong lò vi sóng ở chế độ Medium trong khoảng 10 phút.

Silica gel được sản xuất như thế nào?

– Silicagel là sản phẩm cuối cùng của quá trình sol-gel axit silica. Sau khi cô đặc và tạo hình, gel được rửa sạch và sấy khô thành hạt silica gel.

– Silicagel được điều chế bằng cách cho natri silicat phản ứng với axit sulfuric. Phương trình phản ứng xảy ra như sau:

Na2O.3SiO2 + H2SO4 → 3SiO2 + H2O + Na2SO4

– Các hạt silica gel hình thành là chất rắn có lỗ rỗng nhỏ. Tùy thuộc vào phương pháp tạo hạt khi bào chế, hạt silica gel có dạng cục hoặc viên hình cầu có màu trong suốt hoặc mờ đục như thủy tinh.

Ứng dụng của hạt silica gel

Trong công nghiệp

– Hạt silicagel được đặt trong bể sấy khí nén để khử nước khí nén. Sau khi hút nước, hạt silica gel sẽ được sấy khô ở nhiệt độ 150°C – 180°C trong 3 – 4 giờ.

– Trong các sản phẩm điện tử, silica gel giúp ngăn hơi nước ngưng tụ.

– Silicagel được dùng để hút ẩm trong các gói kẹo, mứt,… trong công nghiệp chế biến thực phẩm.

Silicagel dùng để hút ẩm trong các gói kẹo, mứt

– Silica gel được dùng làm chất xúc tác và chất mang xúc tác trong nhiều ứng dụng hóa học. Chất xúc tác khi được tẩm silica gel sẽ từ từ giải phóng vào môi trường phản ứng, từ đó kiểm soát được các phản ứng hóa học.

– Trong công nghệ hóa học, silica gel được sử dụng rộng rãi làm chất xúc tác trong tổng hợp hóa dầu, lọc nước,..

Trong cuộc sống

– Loại bỏ nấm mốc trong tủ quần áo bằng cách đặt túi hút ẩm bên trong tủ quần áo.

– Nếu chẳng may điện thoại của bạn bị rơi vào nước, hãy tháo ngay pin, thẻ nhớ ra và cho điện thoại vào tô chứa silica gel, đợi qua đêm trước khi bật lên.

Có thể dùng silicagel để làm khô điện thoại

– Bảo quản sách, báo, ảnh khỏi ẩm mốc, khử mùi hôi giày dép,..

Khử mùi hôi giày

Silica gel có nguy hiểm không?

Silicagel không độc hại và không gây ô nhiễm môi trường nên được sử dụng khá nhiều trong đời sống. Tuy nhiên, nếu nuốt phải, bạn có thể gặp các triệu chứng như:

– Khô mắt, khô họng.

– Khô chất nhầy và khoang mũi.

– Đau bụng hoặc khó chịu.

– Cảm thấy khó chịu và khó chịu.

– Hạt silica gel màu trắng vô hại nhưng nếu là hạt màu sẽ nguy hiểm vì chứa coban oxit, một chất có thể gây ung thư nếu tồn dư quá nhiều trong cơ thể.

Hy vọng với những thông tin mà LabTrường Chu Văn An chia sẻ ở trên, bạn đã phần nào biết được silicagel là gì? Cơ chế tác dụng và ứng dụng của silica gel là gì? So với các loại hạt hút ẩm khác thì silicagel có hiệu quả và tiết kiệm hơn. Vì vậy, bạn nên cân nhắc trước khi lựa chọn sản phẩm máy hút ẩm phù hợp với mục đích sử dụng của mình.

Xem thêm:

• kính hiển vi phòng thí nghiệm
• Lò thí nghiệm