Коллоидты кремнеземнен реактивті кремнеземнің негізгі айырмашылығы мынада: коллоидты кремний тотығы кремнийдің полимерлі түрі, ал реактивті кремний тотығы кремнийдің полимерлі емес түрі.
Кремний диоксиді немесе кремний диоксиді көптеген тау жыныстарында, минералда және құмда жиі кездесетін кристалды қосылыс болып табылады. Бұл зат кремний мен оттегі бір-бірімен және басқа металмен немесе минералмен әрекеттескенде пайда болады. Әдетте, сумен жабдықтаудағы кремний тотығы екі түрде болады: реактивті кремний тотығы және коллоидты кремний тотығы.
Коллоидты кремнезем дегеніміз не?
Коллоидты кремний диоксиді – сұйық фазадағы кремний диоксиді бөлшектерінің суспензиясы. Бұл суспензиядағы кремний диоксиді құрылымын аморфты, кеуекті емес және әдетте сфералық кремний диоксиді бөлшектері ретінде сипаттауға болады. Кремний диоксиді бөлшектері суда болған кезде коллоидты кремнеземнің сумен жанасатын беті силоксан байланыстарымен және силанол топтарымен жабылады. Сондықтан коллоидты кремний диоксиді сутегі байланыстарын құруға қабілетті гидрофильді зат ретінде сипаттауға болады.
01-сурет: судағы кремний диоксиді бөлшектерінің беті
Сілтілік силикат ерітіндісі ішінара бейтараптандырылған, кремний диоксиді ядроларының пайда болуына әкелетін көп сатылы процесс арқылы коллоидты кремний диоксиді дайындай аламыз. Әдетте кремний диоксиді бөлшектерінің суббірліктері 1-ден 5 нм-ге дейінгі өлшем диапазонында болады. Бұл суббірліктердің бірігуі коллоидты суспензияда болатын полимерлену жағдайларына байланысты. Дегенмен, шыны су ерітіндісін бастапқы қышқылдандыру (натрий силикат ерітіндісі) кремний гидроксиді Si(OH)4 түзеді.
Егер коллоидты кремний тотығы суспензиясына тұз қоссақ (немесе рН 7-ден төмен болса), суспензиядағы кремний тотығы бөлшектері бір-бірімен қосылып, тізбектер түзеді. Бұл өнім силикагель деп аталады. Алайда, егер біз рН-ды сілтілі жағында (рН=7-ден жоғары) аздап ұстасақ, онда кремний диоксиді бөлшектері бөлек қалады және біртіндеп өседі. Біз кремнеземнің бұл түрін тұндырылған кремний тотығы немесе кремнеземдік ерітінділер деп атауға болады.
Коллоидтық кремнеземнің көптеген әртүрлі қолданбалары бар, соның ішінде қағаз өндіруде дренаждық көмекші ретінде, наномедициналық өндірісте, жоғары температурадағы байланыстырғыштарды өндіруде, инвестициялық құюда, көміртегі жоқ қағазда, катализде, ылғал сіңіргіш ретінде, т.б.
Реактивті кремнезем дегеніміз не?
Реактивті кремний тотығы – кремнийдің иондалған формаларын және кез келген ықтимал еріген димерін қоса алғанда, кез келген мономерлі кремний тотығы. Басқаша айтқанда, реактивті кремний тотығы кремнеземнің полимерлі емес түрі болып табылады. Реактивті кремнеземді сумен жабдықтаудан алу үшін әртүрлі әдістерді қолдануға болады. Мұндай әдістерге әкті жұмсарту, ион алмасу, кері осмос, ультрафильтрация және электрокоагуляция жатады.
02-сурет: Сумен жабдықтау ыдысы
Алайда судан реактивті кремнеземді кетірудің ең жақсы әдісі кері осмос болып табылады, себебі бұл әдіс темір, күкірт және марганецті тотығуды, хлор мен хлораминді кетіруді және т.б. қамтиды. Егер суда тек коллоидты кремний диоксиді болса, оны жоюдың ең жақсы жолы - ультрафильтрация.
Коллоидты кремний тотығы мен реактивті кремнеземнің айырмашылығы неде?
Коллоидтық және реактивті кремний тотығы сумен жабдықтауда болатын кремнийдің екі түрі. Коллоидты кремний диоксиді мен реактивті кремний диоксиді арасындағы негізгі айырмашылық мынада: коллоидты кремний тотығы кремнийдің полимерлі түрі, ал реактивті кремний тотығы кремнийдің полимерлі емес түрі. Басқаша айтқанда, коллоидты кремний диоксиді жоғары реактивті емес, ал реактивті кремний тотығы жоғары реактивті және полимерленуге және басқа химиялық реакцияларға бейім.
Төменде инфографика кесте түрінде коллоидты кремнезем мен реактивті кремний диоксиді арасындағы айырмашылықтың қысқаша мазмұнын ұсынады.
Қорытынды – Коллоидты кремний тотығы және реактивті кремний тотығы
Коллоидтық және реактивті кремний тотығы сумен жабдықтауда болатын кремнийдің екі түрі. Коллоидты кремний диоксиді мен реактивті кремний диоксиді арасындағы негізгі айырмашылық мынада: коллоидты кремний тотығы кремнийдің полимерлі түрі, ал реактивті кремний тотығы кремнийдің полимерлі емес түрі.
