Основное различие между коллоидным диоксидом кремния и реактивным диоксидом кремния заключается в том, что коллоидный диоксид кремния представляет собой полимерную форму кремния, тогда как реактивный диоксид кремния представляет собой неполимерную форму кремния.
Кремнезем или диоксид кремния - это кристаллическое соединение, которое встречается в большинстве горных пород, минералов и песка. Это вещество образуется, когда кремний и кислород реагируют друг с другом и другим металлом или минералом. Обычно кремнезем в системе водоснабжения существует в двух формах: реактивный кремнезем и коллоидный кремнезем.
Что такое коллоидный диоксид кремния?
Коллоидный кремнезем представляет собой суспензию частиц кремнезема в жидкой фазе. Структуру кремнезема в этой суспензии можно описать как аморфные, непористые и обычно сферические частицы кремнезема. Когда частицы кремнезема находятся в воде, поверхность коллоидного кремнезема, контактирующего с водой, покрыта силоксановыми связями и силанольными группами. Следовательно, мы можем описать коллоидный кремнезем как гидрофильное вещество, способное образовывать водородные связи.
Рисунок 01: Поверхность частиц кремнезема в воде
Мы можем приготовить коллоидный кремнезем с помощью многоступенчатого процесса, в котором раствор щелочного силиката частично нейтрализуется, что приводит к образованию зародышей кремнезема. Как правило, субъединицы частиц кремнезема имеют размер в диапазоне от 1 до 5 нм. Сочетание этих субъединиц зависит от условий полимеризации, присутствующих в коллоидной суспензии. Однако первоначальное подкисление раствора жидкого стекла (раствор силиката натрия) приводит к образованию гидроксида кремния Si(OH)4.
Если мы добавим соль в суспензию коллоидного кремнезема (или если pH уменьшится ниже 7), частицы кремнезема в суспензии будут сливаться друг с другом, образуя цепочки. Этот продукт называется силикагелем. Однако, если мы держим рН слегка щелочным (выше рН=7), то частицы кремнезема остаются отделенными и имеют тенденцию к постепенному росту. Мы можем назвать этот тип кремнезема осажденным кремнеземом или золями кремнезема.
Существует множество различных применений коллоидного диоксида кремния, включая производство бумаги, где он используется в качестве дренажной добавки, в производстве наномедицины, в производстве высокотемпературных связующих, литье по выплавляемым моделям, безуглеродной бумаги, в катализе, в качестве поглотителя влаги, и т.д.
Что такое реактивный кремнезем?
Реактивный диоксид кремния представляет собой любой мономерный диоксид кремния, включая ионизированные формы и потенциально любой растворенный димер кремния. Другими словами, реактивный диоксид кремния представляет собой неполимерную форму диоксида кремния. Существуют различные методы, которые мы можем использовать для удаления реактивного кремния из воды. К таким методам относятся умягчение известью, ионный обмен, обратный осмос, ультрафильтрация и электрокоагуляция.
Рисунок 02: Резервуар для воды
Однако лучшим методом удаления реактивного кремнезема из воды является обратный осмос, поскольку этот метод включает окисление железа, серы и марганца, удаление хлора, хлорамина и т. д. Если в водопроводе содержится только коллоидный кремнезем, лучший способ его удаления - ультрафильтрация.
В чем разница между коллоидным диоксидом кремния и реактивным диоксидом кремния?
Коллоидный и реактивный кремнезем – это две формы кремния, присутствующие в воде. Ключевое различие между коллоидным кремнеземом и реактивным кремнеземом заключается в том, что коллоидный кремнезем представляет собой полимерную форму кремния, тогда как реактивный кремнезем представляет собой неполимерную форму кремния. Другими словами, коллоидный кремнезем очень нереакционноспособен, в то время как реактивный кремнезем очень реактивен и склонен к полимеризации и другим химическим реакциям.
Ниже в инфографике представлена краткая информация о разнице между коллоидным кремнеземом и реактивным кремнеземом в табличной форме.
Резюме – Коллоидный диоксид кремния против реактивного диоксида кремния
Коллоидный и реактивный кремнезем – это две формы кремния, присутствующие в воде. Ключевое различие между коллоидным кремнеземом и реактивным кремнеземом заключается в том, что коллоидный кремнезем представляет собой полимерную форму кремния, тогда как реактивный кремнезем представляет собой неполимерную форму кремния.
