naprijed »

Dobivanje silica gela

Silica gel je porozna tvar, koji se sastoji od amorfnog* silicijevog dioksida .  Koristi se kao sredstvo za sušenje, katalizator, granule protiv pregrijavanja tekučine,  ''nosač'' katalizatora i u apsorpcijskoj i razdjelnoj kromatografiji. Silica gel se često opisuje kao porozni pijesak, što je zapravo dobra definicija.
*Amorfnom tvari (grčki amorphos - bez oblika) se u fizici i kemiji nazivaju tvari kod kojih atomi nemaju uređenu strukturu, već postojeći principalni strukturni red dolazi od približno jednake udaljenosti među susjednim molekulama.

Silica gel se može pripremiti reakcijom klorovodične kiseline sa otopinom natrijeva silikata. Otopina natrijeva silikata može se kupiti u svakoj malo boljoj prodavaonici boja i lakova pod nazivom staklena voda ili vodeno staklo.

Pribor: laboratorijske čaše, stakleni štapići, menzura, aparatura za filtraciju

Kemikalije: razrijeđena otopina natrijevog silikata(200ml -1.19g/ml), klorovodična kiselina (50ml 6 mol/dm³ ili 20ml 12 mol/dm³ klorovodične kiseline)


 Postupak:

1.   Otopinu natrijeva silikata je potrebno razrijediti dok ne dosegne gustoću od 1,19 g/ml. Otopina se ohladi i drži na temperaturi 5°C.
2.   Klorovodična kiselina se dodaje u odvojenim porcijama uz obvezno miješanje. Nastaju kristali silicijeve kiseline.                                                                                                          Na₂SiO_3(aq) + 2HCl_(aq) --> 2NaCl_(aq) + H₂SiO_3(s)
3.   Kristale je potrebno ostaviti u suvišku razrijeđene klorovodične kiseline, a smjesu da se polako ohladi. Sve veće komade silce gela je potrebno razbiti staklenim štapićem. Smjesa se ostavi da odstoji 3 sata na sobnoj temperaturi. Kasnije se filtriraju preko buchnerovog lijevka i ispere se 8-10 puta sa destiliranom vodom. Kristali se ostave u razrađenoj klorovodičnoj kiselini(0.2 mol/dm3) i ostave 2-3 dana.
4.    Nakon što je smjesa odstajala kristali se odvoje filtracijom i isperu sa dosta destilirane vode, ali bilo bi poželjno da se dobro prokuha i ispere sa velikom količinom destilirane vode. Osim što će pročistiti silica gel od mogućih topljivih nečistoća, riješit će se i sitnih koloidnih čestica silica gela.
5.    Isprana silica gel može se ''aktivirati'' grijanjem na temperaturu 160-180°C, potrebno ju je grijati što duže(24 sata) i pustiti da se ohladi u eksikatoru. Ako se zagrijava iznad 180°C, može izgubiti svojstvo vezanja vlage. Zagrijavanjem na 160-180°C, silicijeva kiselina se raspada na vodu i silicijev dioksid(SiO2).                                                                                      H₂SiO_3(s) --> SiO_2(s) + H₂O_(g)
6.   Silica gel se čuva u hermetički zatvorenim bocama.

Iskorištenje reakcije, od 200 ml 1,19g/ml otopine natrijeva silikata iznosi 34 g silica gela.

PS. Na kraju je samo problem očistiti čašu!  

Zanimljiva sinteza Sigurno će biti od koristi onima koji su u potrazi za sredstvima za sušenje.

znači da se silicijeva kiselina mora raspasti da bi se dobio silika gel
a jel se vodeno staklo mora razvodniti jer ja mislim koristiti 1l vodenog stakla kojeg sam kupio i 1l 19%HCl, koliko bi otprilike dobio silicijeve kiseline iz toga?
jel se silika gel mora u komadu grijati 24h ili može malo po malo?
za što se silicijev dioksid koristi kao katalizator?

[activate the silica gel by heating to 120°C for 1 hr]

a jel se vodeno staklo mora razvodniti jer ja mislim koristiti 1l vodenog stakla kojeg sam kupio i 1l 19%HCl, koliko bi otprilike dobio silicijeve kiseline iz toga?
jel se silika gel mora u komadu grijati 24h ili može malo po malo?
za što se silicijev dioksid koristi kao katalizator?

Ovisi kolika je koncentracija otopine vodenog stakla. Nažalost, ne znam u kojoj koncentraciji te otopine obično dolaze, ali možda Arbor ima više informacija u vezi toga? S tim podatkom onda se lako može izračunati količina natrijevog silikata u 1L otopini, pa samim time i maksimalna moguća količina silika gela koji možeš dobiti iz te količine vodenog stakla.

Što se tiče aktiviranja silika gela, u pojedinim izvorima (npr. ovdje) se navode i osjetno kraći vremenski intervali zagrijavanja iako bi bilo bolje grijati barem nekoliko sati:

Then empty the silica gel and remaining solvent into a glass tray, place in a hood and allow to air dry. The final step
is to activate the silica gel by heating to 120°C for 1 hr. Make sure the thickness of the sorbent in the glass tray is
no more than 1cm or activation may not be complete or reproducible.