シリカゲル

(サイエンス)
しりかげる

silica gel

化学式SiO2nH2O
ガラス状・多孔質の固体。
広い表面積を持つため、吸着性が高いことから、乾燥剤・吸着剤として用いられる
網の目のような構造をしている。

製法

  • 二酸化珪素に強塩基を反応させると珪酸ナトリウム(ガラス状の固体・水に可溶)を生じる。

SiO2 + 2NaOH --> Na2SiO3 + H2O

  • 珪酸ナトリウムに水を加え加熱すると「水ガラス」と呼ばれる高粘度の液体になる。
  • さらに、これを塩酸で処理すると珪酸(ゲル状・白色半透明)が生じる。

Na2SiO3 + 2HCl --> H2SiO3 + 2NaCl

  • この珪酸を加熱により脱水するとシリカゲルが生じる。

吸湿の原理

毛細管現象による物理的吸着と、表面に多数存在する-Si-OH基との水素結合やファン・デル・ワールス結合による化学的吸着に分けられる。一般に周囲の環境が低湿度の場合は化学的吸着が、高湿度の場合は物理的吸着が優勢となる。これらの吸着は可逆的なものであり、加熱することにより吸着能力を回復させることが出来る。

シリカゲルの種類

シリカゲルには、緻密な構造(表面積約700m2/g)のA型と緩やかな構造(表面積約450m2/g)のB型の2種類がある。A型は表面積が広いため化学的吸着に好都合な構造であり、低湿度の条件下でさらに湿度を下げるのに適していることから、菓子などの包装に多く用いられる。一方B型は、構造が粗いため毛細管現象が働きやすく、高湿度の条件で多量の水分を吸収するのに適していることから、衣類・靴などの吸湿剤に適している。なお、B型は、低湿度の条件の時水分を放出する性質を持つ。

色付きのシリカゲルについて

シリカゲルに含まれる青色〜ピンク色の粒は、シリカゲルの吸湿量を示す指標である。この粒が青色のシリカゲルは吸湿能力があるが、ピンク色になっている状態のシリカゲルは吸湿する能力を失っている。
この粒には塩化コバルトが吸着させてある。塩化コバルト(II)は無水物と水和物の色が異なるため、乾燥時には青色であるが、水分を吸収するにつれてピンク色へと変化する。

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