Η βασική διαφορά μεταξύ του κολλοειδούς πυριτίου και του αντιδραστικού πυριτίου είναι ότι το κολλοειδές πυρίτιο είναι η πολυμερής μορφή του πυριτίου, ενώ το αντιδραστικό πυρίτιο είναι η μη πολυμερής μορφή του πυριτίου.
Το πυρίτιο ή το διοξείδιο του πυριτίου είναι μια κρυσταλλική ένωση που είναι κοινή στα περισσότερα πετρώματα, ορυκτά και άμμο. Αυτή η ουσία σχηματίζεται όταν το πυρίτιο και το οξυγόνο αντιδρούν μεταξύ τους και με άλλο μέταλλο ή ορυκτό. Τυπικά, το πυρίτιο στην παροχή νερού υπάρχει σε δύο μορφές: αντιδραστικό πυρίτιο και κολλοειδές πυρίτιο.
Τι είναι το κολλοειδές πυρίτιο;
Το κολλοειδές πυρίτιο είναι ένα εναιώρημα σωματιδίων πυριτίου στην υγρή φάση. Η δομή του πυριτίου σε αυτό το εναιώρημα μπορεί να περιγραφεί ως άμορφα, μη πορώδη και τυπικά σφαιρικά σωματίδια πυριτίας. Όταν τα σωματίδια πυριτίου βρίσκονται στο νερό, η επιφάνεια του κολλοειδούς πυριτίου σε επαφή με το νερό καλύπτεται από δεσμούς σιλοξάνης και ομάδες σιλανόλης. Επομένως, μπορούμε να περιγράψουμε το κολλοειδές πυρίτιο ως μια υδρόφιλη ουσία που είναι ικανή να σχηματίζει δεσμούς υδρογόνου.
Εικόνα 01: Επιφάνεια σωματιδίων πυριτίου σε νερό
Μπορούμε να παρασκευάσουμε κολλοειδές πυρίτιο μέσω μιας διαδικασίας πολλαπλών σταδίων κατά την οποία ένα διάλυμα πυριτικού αλκαλίου εξουδετερώνεται μερικώς, οδηγώντας στο σχηματισμό πυρήνων πυριτίου. Γενικά, οι υπομονάδες σωματιδίων πυριτίου είναι στην περιοχή μεγέθους από 1 έως 5 nm. Ο συνδυασμός αυτών των υπομονάδων εξαρτάται από τις συνθήκες πολυμερισμού που υπάρχουν στο κολλοειδές εναιώρημα. Ωστόσο, η αρχική οξίνιση του διαλύματος νερού-γυαλιού (διάλυμα πυριτικού νατρίου) αποδίδει υδροξείδιο του πυριτίου, Si(OH)4.
Αν προσθέσουμε ένα αλάτι στο κολλοειδές εναιώρημα πυριτίου (ή εάν το pH μειωθεί κάτω από 7), τα σωματίδια πυριτίου στο εναιώρημα τείνουν να συντήκονται μεταξύ τους, σχηματίζοντας αλυσίδες. Αυτό το προϊόν ονομάζεται silica gel. Ωστόσο, εάν διατηρήσουμε ελαφρά το pH στην αλκαλική πλευρά (πάνω από pH=7), τότε τα σωματίδια πυριτίου παραμένουν διαχωρισμένα και τείνουν να αυξάνονται σταδιακά. Μπορούμε να ονομάσουμε αυτόν τον τύπο πυριτίου ως κατακρημνισμένο πυρίτιο ή λύματα πυριτίου.
Υπάρχουν πολλές διαφορετικές εφαρμογές του κολλοειδούς πυριτίου, συμπεριλαμβανομένης της χαρτοποιίας όπου χρησιμοποιείται ως βοήθημα αποστράγγισης, στην παραγωγή νανοϊατρικής, στην παραγωγή συνδετικών υψηλής θερμοκρασίας, στη χύτευση επενδύσεων, σε ανθρακούχο χαρτί, στην κατάλυση, ως απορροφητικό υγρασίας, κ.λπ.
Τι είναι το αντιδραστικό πυρίτιο;
Δραστικό πυρίτιο είναι οποιοδήποτε μονομερές πυρίτιο, συμπεριλαμβανομένων των ιονισμένων μορφών και ενδεχομένως οποιουδήποτε διαλυμένου διμερούς πυριτίου. Με άλλα λόγια, το αντιδραστικό πυρίτιο είναι η μη πολυμερής μορφή του πυριτίου. Υπάρχουν διάφορες μέθοδοι που μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε για να αφαιρέσουμε το αντιδραστικό πυρίτιο από μια παροχή νερού. Τέτοιες μέθοδοι περιλαμβάνουν αποσκλήρυνση ασβέστη, ανταλλαγή ιόντων, αντίστροφη όσμωση, υπερδιήθηση και ηλεκτροπηξία.
Εικόνα 02: Δεξαμενή παροχής νερού
Ωστόσο, η καλύτερη μέθοδος για την απομάκρυνση του αντιδραστικού πυριτίου από το νερό είναι η αντίστροφη όσμωση επειδή αυτή η μέθοδος περιλαμβάνει οξείδωση σιδήρου, θείου και μαγγανίου, αφαίρεση χλωρίου και χλωραμίνης κ.λπ. Εάν η παροχή νερού περιέχει μόνο κολλοειδές πυρίτιο, ο καλύτερος τρόπος για να το αφαιρέσετε είναι η υπερδιήθηση.
Ποια είναι η διαφορά μεταξύ του κολλοειδούς πυριτίου και του αντιδραστικού πυριτίου;
Το κολλοειδές και το αντιδραστικό πυρίτιο είναι δύο μορφές πυριτίου που υπάρχουν στην παροχή νερού. Η βασική διαφορά μεταξύ του κολλοειδούς πυριτίου και του αντιδραστικού πυριτίου είναι ότι το κολλοειδές πυρίτιο είναι η πολυμερής μορφή του πυριτίου, ενώ το αντιδραστικό πυρίτιο είναι η μη πολυμερής μορφή του πυριτίου. Με άλλα λόγια, το κολλοειδές πυρίτιο είναι εξαιρετικά μη αντιδραστικό, ενώ το αντιδραστικό πυρίτιο είναι εξαιρετικά δραστικό και τείνει να υφίσταται πολυμερισμό και άλλες χημικές αντιδράσεις.
Το παρακάτω infographic παρουσιάζει την περίληψη της διαφοράς μεταξύ κολλοειδούς πυριτίου και αντιδραστικού πυριτίου σε μορφή πίνακα.
Σύνοψη – Κολλοειδές πυρίτιο εναντίον αντιδραστικού πυριτίου
Το κολλοειδές και το αντιδραστικό πυρίτιο είναι δύο μορφές πυριτίου που υπάρχουν στην παροχή νερού. Η βασική διαφορά μεταξύ του κολλοειδούς πυριτίου και του αντιδραστικού πυριτίου είναι ότι το κολλοειδές πυρίτιο είναι η πολυμερής μορφή του πυριτίου, ενώ το αντιδραστικό πυρίτιο είναι η μη πολυμερής μορφή του πυριτίου.
