Η βασική διαφορά μεταξύ του μοριακού κόσκινου και της γέλης πυριτίου είναι ότι ένα μοριακό κόσκινο είναι ένα υλικό που περιέχει πόρους παρόμοιου μεγέθους, ενώ το silica gel είναι μια ουσία που μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την παρασκευή ενός πορώδους υλικού με πόρους διαφορετικών μεγεθών.
Τόσο το μοριακό κόσκινο όσο και το silica gel είναι σημαντικά υλικά στους χημικούς διαχωρισμούς. Είναι πορώδη υλικά με πόρους που επιτρέπουν σε ορισμένες αναλυόμενες ουσίες να περάσουν ενώ συγκρατούν άλλες. Επιλέγοντας το μέγεθος των πόρων, μπορούμε να διαχωρίσουμε την ένωση της επιθυμίας από ένα μείγμα.
Τι είναι το Molecular Sieve;
Το μοριακό κόσκινο είναι ένα υλικό με πολύ μικρές τρύπες (πόρους) με ομοιόμορφο μέγεθος. Αυτό σημαίνει ότι οι πόροι έχουν παρόμοιες διαμέτρους. Επομένως, μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε μοριακά κόσκινα για τον διαχωρισμό μικρών σωματιδίων από μεγάλα σωματίδια. Όταν ένα μείγμα σωματιδίων διαφορετικού μεγέθους διέρχεται από ένα κόσκινο μορίων, τα μεγάλα σωματίδια εγκαταλείπουν πρώτα το κόσκινο και ακολουθούν τα μεσαίου μεγέθους σωματίδια. Υπάρχουν δύο κύριες χρήσεις των μοριακών κόσκινων: χρησιμοποιούνται στη χρωματογραφία ως τεχνική διαχωρισμού και χρησιμοποιούνται ως ξηραντικά, π.χ. ενεργός άνθρακας.
Γενικά, το μέγεθος των πόρων ενός μοριακού κόσκινου κυμαίνεται από την κλίμακα νανομέτρων έως την κλίμακα angstrom. Υπάρχουν δύο κύριοι τύποι μοριακών κόσκινων με βάση το μέγεθος των πόρων: τα μικροπορώδη κόσκινα και τα μακροπορώδη κόσκινα. Το μέγεθος των πόρων στα μικροπορώδη κόσκινα είναι συνήθως μικρότερο από 2 nm. Τα μακροπορώδη κόσκινα έχουν πόρους συνήθως μεγαλύτερους από 50 nm. Υπάρχει επίσης μια άλλη κατηγορία μοριακών κόσκινων ως μεσοπορώδη κόσκινα, τα οποία έχουν μέγεθος πόρων που κυμαίνεται από 2 έως 50 nm.
Μερικά παραδείγματα μικροπορωδών κόσκινων περιλαμβάνουν ζεόλιθους, ενεργό άνθρακα, άργιλο και πορώδες γυαλί. Ένα κοινό παράδειγμα μεσοπορωδών υλικών είναι το silica gel. Ένα παράδειγμα μακροπορώδους υλικού είναι το μεσοπορώδες πυρίτιο.
Εικόνα 01: Μεσοπορώδες πυρίτιο
Το κύριο πλεονέκτημα των μοριακών κόσκινων είναι ότι μπορούμε να αναγεννήσουμε αυτά τα υλικά για περαιτέρω εφαρμογές. Υπάρχουν λίγες μέθοδοι για αυτήν την αναγέννηση, όπως αλλαγή πίεσης, θέρμανση, καθαρισμός με φέρον αέριο και θέρμανση υπό υψηλό κενό.
Τι είναι το Silica Gel;
Το Silica gel είναι ένας τύπος μοριακού κόσκινου που περιέχει ένα ακανόνιστο σχέδιο ατόμων πυριτίου και οξυγόνου με μη ομοιόμορφους πόρους. Αυτό το υλικό είναι μια άμορφη μορφή διοξειδίου του πυριτίου. Περιέχει κενά και πόρους κλίμακας νανομέτρων. Αυτά τα κενά μπορεί να περιέχουν είτε νερό είτε οποιοδήποτε άλλο υγρό που χρησιμοποιούμε για την παρασκευή του silica gel. Π.χ. αέριο, κενό, άλλοι διαλύτες κ.λπ. Δεδομένου ότι τα μεγέθη των πόρων δεν είναι ομοιόμορφα, μπορούμε να πούμε ότι αυτό το μοριακό κόσκινο έχει μέσο μέγεθος πόρων 2.4 nm.
Το Silica gel έχει ισχυρή συγγένεια με το νερό. Έτσι, μπορούμε να το χρησιμοποιήσουμε ως ξηραντικό. Αυτό το υλικό είναι πολύ σκληρό και ημιδιαφανές. Ωστόσο, είναι πολύ πιο μαλακό από το γυαλί πυριτίου ή τον χαλαζία. Όταν το silica gel είναι κορεσμένο με νερό, παραμένει σε σκληρή κατάσταση.
Εικόνα 02: Silica Gel
Σε εμπορική ποιότητα, μπορούμε να βρούμε silica gel σε μορφή κόκκων ή σφαιριδίων. Αυτές οι χάντρες έχουν διάμετρο λίγων χιλιοστών. Μερικές φορές, αυτά τα σφαιρίδια περιέχουν επίσης κάποια ποσότητα ενός αντιδραστηρίου δείκτη που μπορεί να αλλάξει το χρώμα των σφαιριδίων όταν απορροφάται νερό. Ως ξηραντικό, αυτές οι χάντρες περιλαμβάνονται σε συσκευασίες τροφίμων ως μικρές συσκευασίες για την απορρόφηση υδρατμών μέσα στη συσκευασία.
Ποια είναι η διαφορά μεταξύ του μοριακού κόσκινου και της γέλης πυριτίου;
Η βασική διαφορά μεταξύ του μοριακού κόσκινου και της γέλης πυριτίου είναι ότι το μοριακό κόσκινο είναι ένα υλικό που περιέχει πόρους παρόμοιου μεγέθους, ενώ το silica gel είναι μια ουσία που μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε για να παρασκευάσουμε ένα πορώδες υλικό που έχει πόρους με διαφορετικά μεγέθη. Επιπλέον, τα μοριακά κόσκινα χρησιμοποιούνται κυρίως στη χρωματογραφία ως τεχνική διαχωρισμού και ως ξηραντικά, ενώ η γέλη πυριτίου χρησιμοποιείται κυρίως ως ξηραντικό.
Το παρακάτω infographic συνοψίζει τη διαφορά μεταξύ του μοριακού κόσκινου και της γέλης πυριτίου.
Σύνοψη – Molecular Sieve vs Silica Gel
Το μοριακό κόσκινο και το silica gel είναι σημαντικά υλικά στη χημική ανάλυση. Η βασική διαφορά μεταξύ του μοριακού κόσκινου και της γέλης πυριτίου είναι ότι ένα μοριακό κόσκινο είναι ένα υλικό που περιέχει πόρους παρόμοιου μεγέθους, ενώ το silica gel είναι μια ουσία που μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε για να παρασκευάσουμε ένα πορώδες υλικό που έχει πόρους με διαφορετικά μεγέθη.
