Kluczowa różnica między sitami molekularnymi a żelem krzemionkowym polega na tym, że sito molekularne jest materiałem zawierającym pory o podobnej wielkości, podczas gdy żel krzemionkowy jest substancją, którą można wykorzystać do przygotowania materiału porowatego z porami o różnych rozmiarach.
Zarówno sita molekularne, jak i żel krzemionkowy są ważnymi materiałami w separacji chemicznej. Są to materiały porowate, które mają pory, przez które przechodzą niektóre anality, a inne są zatrzymywane. Wybierając rozmiar porów, możemy oddzielić pożądaną mieszankę od mieszaniny.
Co to jest sito molekularne?
Sita molekularne to materiał z bardzo małymi otworami (porami) o jednakowej wielkości. Oznacza to, że pory mają podobne średnice. Dlatego możemy wykorzystać sita molekularne do oddzielania małych cząstek od dużych cząstek. Gdy mieszanina cząstek o różnej wielkości przechodzi przez sito molekularne, najpierw z niego opuszczają duże cząstki, a następnie cząstki średniej wielkości. Istnieją dwa główne zastosowania sit molekularnych: stosowane w chromatografii jako technika rozdzielania i stosowane jako osuszacze, np. węgiel aktywowany.
Na ogół wielkość porów sita molekularnego waha się od skali nanometrowej do skali angstremowej. Istnieją dwa główne typy sit molekularnych w zależności od wielkości porów: sita mikroporowate i sita makroporowate. Wielkość porów w sitach mikroporowatych jest zwykle mniejsza niż 2 nm. Sita makroporowate mają zazwyczaj pory większe niż 50 nm. Istnieje również inna kategoria sit molekularnych, takich jak sita mezoporowate, które mają wielkość porów w zakresie od 2 do 50 nm.
Niektóre przykłady sit mikroporowatych obejmują zeolity, węgiel aktywny, glinki i porowate szkło. Typowym przykładem materiałów mezoporowatych jest żel krzemionkowy. Przykładem materiału makroporowatego jest mezoporowata krzemionka.
Rysunek 01: Mezoporowata krzemionka
Główną zaletą sit molekularnych jest możliwość regeneracji tych materiałów do dalszych zastosowań. Istnieje kilka metod tej regeneracji, w tym zmiana ciśnienia, ogrzewanie, przedmuchiwanie gazem nośnym i ogrzewanie w wysokiej próżni.
Co to jest żel krzemionkowy?
Żel krzemionkowy to rodzaj sita molekularnego zawierającego nieregularny wzór atomów krzemu i tlenu o niejednorodnych porach. Materiał ten jest amorficzną formą dwutlenku krzemu. Zawiera puste przestrzenie i pory w skali nanometrycznej. Pustki te mogą zawierać wodę lub jakikolwiek inny płyn, którego używamy do przygotowania żelu krzemionkowego. Np. gaz, próżnia, inne rozpuszczalniki itp. Ponieważ rozmiary porów są niejednorodne, możemy powiedzieć, że to sito molekularne ma średnią wielkość porów wynoszącą 2.4 nm.
Żel krzemionkowy ma silne powinowactwo do wody; w ten sposób możemy użyć go jako środka osuszającego. Ten materiał jest bardzo twardy i prześwitujący. Jest jednak znacznie bardziej miękki niż szkło krzemionkowe czy kwarc. Gdy żel krzemionkowy jest nasycony wodą, pozostaje w stanie twardym.
Rysunek 02: Żel krzemionkowy
W klasie handlowej możemy znaleźć żel krzemionkowy w postaci granulek lub kulek. Koraliki te mają średnicę kilku milimetrów. Czasami te kulki zawierają również pewną ilość odczynnika wskaźnikowego, który może zmienić kolor kulek po wchłonięciu wody. Jako środek osuszający, kulki te są dołączane do opakowań żywności jako małe opakowania do pochłaniania pary wodnej wewnątrz opakowania.
Jaka jest różnica między sitem molekularnym a żelem krzemionkowym?
Kluczowa różnica między sitami molekularnymi a żelem krzemionkowym polega na tym, że sito molekularne to materiał zawierający pory o podobnej wielkości, podczas gdy żel krzemionkowy to substancja, której możemy użyć do przygotowania materiału porowatego, który ma pory o różnych rozmiarach. Co więcej, sita molekularne są używane głównie w chromatografii jako technika rozdzielania i jako desykanty, podczas gdy żel krzemionkowy jest używany głównie jako desykant.
Poniższa infografika podsumowuje różnicę między sitami molekularnymi a żelem krzemionkowym.
Podsumowanie – Sito molekularne kontra żel krzemionkowy
Sita molekularne i żel krzemionkowy są ważnymi materiałami w analizie chemicznej. Kluczowa różnica między sitami molekularnymi a żelem krzemionkowym polega na tym, że sito molekularne jest materiałem zawierającym pory o podobnej wielkości, podczas gdy żel krzemionkowy jest substancją, której możemy użyć do przygotowania materiału porowatego, który ma pory o różnych rozmiarach.
