सिलिका जेल

सिलिका जेल सिलिकॉन डाइऑक्साइड (सिलिका) का एक अनाकार और सरंध्रता रूप है, जिसमें नैनोमीटर-स्केल वॉयड्स और छिद्रों के साथ बारी-बारी से सिलिकॉन और ऑक्सीजन परमाणुओं का एक अनियमित त्रिआयामी ढांचा होता है। रिक्तियों में पानी या कुछ अन्य तरल पदार्थ हो सकते हैं, या गैस या निर्वात द्वारा भरे जा सकते हैं। अंतिम मामले में, सामग्री को ठीक से सिलिका जेल#ज़ेरोजेल कहा जाता है।

2.4 नैनोमीटर के औसत छिद्र आकार के साथ सिलिका ज़ेरोजेल में पानी के अणुओं के लिए एक मजबूत संबंध है और व्यापक रूप से एक जलशुष्कक के रूप में उपयोग किया जाता है। यह कठोर और पारभासी है, लेकिन बड़े पैमाने पर सिलिका ग्लास या क्वार्ट्ज की तुलना में काफी नरम है; और पानी से संतृप्त होने पर कठोर रहता है।

सिलिका ज़ेरोगेल का आमतौर पर मोटे दानों या मोतियों के रूप में व्यावसायीकरण किया जाता है, जिसका व्यास कुछ मिलीमीटर होता है। कुछ अनाजों में थोड़ी मात्रा में संकेतक पदार्थ हो सकते हैं जो कुछ पानी सोखने पर रंग बदलते हैं। सिलिका जेरोगेल छर्रों वाले छोटे कागज के लिफाफे, आमतौर पर खाने की चेतावनी के साथ, अक्सर किसी भी नमी को अवशोषित करने के लिए सूखे खाद्य पैकेजों में शामिल होते हैं जो भोजन के अपघटन का कारण हो सकते हैं।

'वेट' सिलिका जेल, जैसा कि क्षार सिलिकेट के घोल से ताजा तैयार किया जा सकता है, जेलाटीन या अगर के समान एक नरम पारदर्शी जेल से एक कठोर ठोस, अर्थात् पानी से भरा हुआ ज़ेरोगेल में भिन्न हो सकता है। यह कभी-कभी प्रयोगशाला प्रक्रियाओं में प्रयोग किया जाता है, उदाहरण के लिए तरल पदार्थों में संवहन को दबाने या निलंबित कणों की वर्षा को रोकने के लिए।

इतिहास
वैज्ञानिक जिज्ञासा के रूप में सिलिका जेल 1640 के दशक की शुरुआत में अस्तित्व में था। श्वासयंत्र कारतूस में वाष्प और गैसों के सोखने के लिए प्रथम विश्व युद्ध में इसका इस्तेमाल किया गया था। 1918 में जॉन्स हॉपकिन्स विश्वविद्यालय में रसायन विज्ञान के प्रोफेसर वाल्टर ए पैट्रिक द्वारा सिलिका जेल के उत्पादन के लिए सिंथेटिक मार्ग का पेटेंट कराया गया था।

द्वितीय विश्व युद्ध में, पेनिसिलिन को सूखा रखने, सैन्य उपकरणों को नमी की क्षति से बचाने के लिए सिलिका जेल युद्ध के प्रयास में अपरिहार्य था, ऑक्टेन रेटिंग पेट्रोल के उत्पादन के लिए द्रव क्रैकिंग (रसायन विज्ञान) उत्प्रेरक के रूप में, कार्बन डाइसल्फ़ाइड बनाने के लिए, और इथेनॉल (poly[[butadiene]] उत्पादन के लिए फीडस्टॉक) से ब्यूटाडाइन के निर्माण के लिए उत्प्रेरक समर्थन के रूप में।

प्रकार
• Type A – clear pellets, approximate pore diameter: 2.5 nm, drying and moistureproof properties, can be used as catalyst carriers, adsorbents, separators and variable-pressure adsorbent.

• Type B – translucent white pellets, pore diameter: 4.5⁠–⁠7.0 nm, liquid adsorbents, drier and perfume carriers, also may be used as catalyst carriers, cat litter.

• Type C – translucent, micro-pored structure, raw material for preparation of silica gel cat litter. Additionally dried and screened, it forms macro-pored silica gel which is used as drier, adsorbent and catalyst carrier. सिलिका एल्यूमिना जेल - हल्का पीला, रासायनिक रूप से स्थिर, लौ प्रतिरोधी, क्षार या हाइड्रोफ्लोरिक एसिड को छोड़कर अघुलनशील। सतही ध्रुवीयता, थर्मल स्थिरता, ठीक-छिद्रित सिलिका जेल से अधिक प्रदर्शन।

सिलिका जेल को स्थिर करना - गैर-क्रिस्टलीय सूक्ष्म झरझरा ठोस पाउडर, गैर-विषैले, लौ-प्रतिरोधी, स्वाद, स्पष्टता, रंग और फोम में सुधार के लिए और गैर-सूक्ष्म जीव अशुद्धियों को हटाने के लिए बीयर के लिए अनाज की शराब बनाने में उपयोग किया जाता है।

गुण
सिलिका जेल का उच्च विशिष्ट सतह क्षेत्र (लगभग 750 –) इसे आसानी से पानी सोखने की अनुमति देता है, जिससे यह एक जलशुष्कक (सुखाने वाला एजेंट) के रूप में उपयोगी हो जाता है। सिलिका जेल को अक्सर नमी को अवशोषित करने के रूप में वर्णित किया जाता है, जो उपयुक्त हो सकता है जब जेल की सूक्ष्म संरचना को अनदेखा किया जाता है, जैसा कि सिलिका जेल पैक या अन्य उत्पादों में होता है। हालांकि, सामग्री सिलिका जेल जेल के थोक में अवशोषण (रसायन विज्ञान) के बजाय इसके कई छिद्रों की सतह पर सोखना द्वारा नमी को हटा देता है।

सिलिका जेल उच्च आर्द्रता वाले वातावरण में नमी में अपने स्वयं के वजन का 37% तक सोखने में सक्षम है। इस नमी को विस्तारित अवधि के लिए 120 डिग्री सेल्सियस पर गर्म करने पर छोड़ा जा सकता है। यह इसे बहुत कम, यदि कोई हो, दक्षता के नुकसान के साथ कई बार पुन: प्रयोज्य बनाता है।

उत्थान
एक बार पानी से संतृप्त होने के बाद, जेल को गर्म करके पुन: उत्पन्न किया जा सकता है 120 °C 1-2 घंटे के लिए। पर्याप्त पानी के संपर्क में आने पर कुछ प्रकार के सिलिका जेल फट जाएंगे। यह पानी के संपर्क में आने पर सिलिका के गोले के टूटने के कारण होता है।

तैयारी
सोडियम सिलिकेट के एक जलीय घोल को एक जिलेटिनस अवक्षेप बनाने के लिए अम्लीकृत किया जाता है जिसे धोया जाता है, फिर रंगहीन सिलिका जेल बनाने के लिए निर्जलित किया जाता है। जब सिलिका जेल की नमी सामग्री के एक दृश्य संकेत की आवश्यकता होती है, तो अमोनियम टेट्राक्लोरोकोबाल्टेट (II) (एनएच)4)2[सीओसीएल4] या कोबाल्ट (II) क्लोराइड CoCl2 जोड़ दिया गया है। इससे जेल सूखने पर नीला और हाइड्रेटेड होने पर गुलाबी हो जाएगा। कैंसर और कोबाल्ट क्लोराइड के बीच संबंध के कारण, यूरोप में इसे सिलिका जेल में उपयोग करने से मना किया गया है। एक वैकल्पिक संकेतक मिथाइल वायलेट है जो सूखने पर नारंगी और हाइड्रेटेड होने पर हरा होता है।

जलशुष्कक


कई वस्तुओं में, नमी मोल्ड और खराब होने के विकास को प्रोत्साहित करती है। संक्षेपण अन्य वस्तुओं जैसे इलेक्ट्रॉनिक्स को भी नुकसान पहुंचा सकता है और रसायनों के अपघटन को गति दे सकता है, जैसे कि विटामिन की गोलियां। सिलिका जेल पैकेट शामिल करने से इन वस्तुओं को लंबे समय तक संरक्षित रखा जा सकता है। यह गलती से नमी के संपर्क में आने वाली वस्तुओं को बहाल करने के प्रयासों के दौरान इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों को सुखाने में सहायता कर सकता है।

सिलिका जेल का उपयोग उच्च आवृत्ति रेडियो या उपग्रह संचरण प्रणाली वेवगाइड (विद्युत चुंबकत्व) के अंदर सापेक्ष आर्द्रता को यथासंभव कम रखने के लिए भी किया जा सकता है (आर्द्रता बफरिंग भी देखें)। वेवगाइड के भीतर अत्यधिक नमी का निर्माण वेवगाइड के अंदर ही उत्पन्न हो सकता है, जिससे पावर एम्पलीफायर को नुकसान हो सकता है। इसके अलावा, वेवगाइड के अंदर बनने वाले और संघनित होने वाले पानी के मोती संकेत को कम करते हुए विशेषता प्रतिबाधा और आवृत्ति को बदलते हैं। सिलिका जेल के एक जार के ऊपर वेवगाइड के अंदर हवा को प्रसारित करने के लिए एक छोटे से संपीड़ित वायु प्रणाली (एक छोटे घरेलू मछलीघर पंप के समान) के लिए नियोजित किया जाना आम है।

सिलिका जेल अपने वजन का लगभग 40 प्रतिशत नमी में सोख सकता है और एक बंद कंटेनर में सापेक्ष आर्द्रता को लगभग 40 प्रतिशत तक ले जा सकता है। एक बार संतृप्त होने पर, आप नमी को दूर कर सकते हैं और सिलिका जेल को 300 डिग्री F (150 C) से ऊपर गर्म करके पुन: उपयोग कर सकते हैं। सिलिका जेल का उपयोग औद्योगिक संपीड़ित वायु प्रणालियों में हवा को सुखाने के लिए भी किया जाता है। कंप्रेसर डिस्चार्ज से हवा सिलिका जेल मोतियों के बिस्तर से होकर बहती है। सिलिका जेल हवा से नमी को सोख लेता है, संघनन या नमी के कारण संपीड़ित हवा के उपयोग के बिंदु पर क्षति को रोकता है। रेलवे लोकोमोटिव पर संपीड़ित हवा को सुखाने के लिए एक ही प्रणाली का उपयोग किया जाता है, जहां ब्रेक एयर पाइप में संक्षेपण और बर्फ ब्रेक विफलता का कारण बन सकता है।

एयर-कंडीशनिंग के व्यापक उपयोग से पहले, नमक को जमने से रोकने के लिए नमक को पर्याप्त सूखा रखने के लिए सिलिका जेल बीड्स वाले कैप वाले सॉल्ट शेकर्स का विपणन संयुक्त राज्य अमेरिका में किया जाता था, उसी सुखाने को प्रभावित करने के लिए नमक शेकर्स में चावल के कुछ दानों को शामिल करने की प्रथा को प्रतिस्थापित किया जाता था।.

संग्रहालय और पुस्तकालय प्रदर्शनियों और भंडारण में सापेक्ष आर्द्रता को नियंत्रित करने के लिए सिलिका जेल को कभी-कभी एक संरक्षण (पुस्तकालय और अभिलेखीय विज्ञान) उपकरण के रूप में उपयोग किया जाता है।

अन्य अनुप्रयोगों में डायग्नोस्टिक टेस्ट स्ट्रिप्स, इनहेलेशन डिवाइस, सिरिंज, दवा परीक्षण और अस्पताल स्वच्छता किट शामिल हैं।

रसायन विज्ञान
रसायन विज्ञान में, सिलिका जेल क्रोमैटोग्राफी में एक स्थिर चरण (रसायन विज्ञान) के रूप में प्रयोग किया जाता है। कॉलम क्रोमैटोग्राफी में, स्थिर चरण अक्सर 40-63 माइक्रोन के सिलिका जेल कणों से बना होता है। विभिन्न प्रकार के स्तंभ क्रोमैटोग्राफी के लिए विभिन्न कण आकार का उपयोग किया जाता है क्योंकि कण आकार सतह क्षेत्र से संबंधित होता है। कण आकार में अंतर तय करता है कि क्या सिलिका जेल का उपयोग फ्लैश या ग्रेविटी क्रोमैटोग्राफी के लिए किया जाना चाहिए। इस अनुप्रयोग में, सिलिका जेल की ध्रुवीयता के कारण, गैर-ध्रुवीय घटक अधिक ध्रुवीय वाले से पहले elute करते हैं, इसलिए इसे सामान्य चरण क्रोमैटोग्राफी कहा जाता है। हालांकि, जब जल विरोधी समूह (जैसे सी18 समूह) सिलिका जेल से जुड़े होते हैं तो ध्रुवीय घटक पहले एल्यूट होते हैं और विधि को रिवर्स चरण क्रोमैटोग्राफी कहा जाता है। पतली परत क्रोमैटोग्राफी के लिए सिलिका जेल को अल्युमीनियम, कांच या प्लास्टिक शीट पर भी लगाया जाता है।

सिलिका की सतह पर हाइड्रॉक्सी (ओएच) समूहों को विशिष्ट सिलिका जैल को वहन करने के लिए क्रियाशील किया जा सकता है जो अद्वितीय स्थिर चरण मापदंडों को प्रदर्शित करते हैं। इन तथाकथित कार्यात्मक सिलिका जैल का उपयोग अघुलनशील अभिकर्मकों और मेहतर (रसायन विज्ञान) के रूप में कार्बनिक संश्लेषण और शुद्धिकरण में भी किया जाता है।

चेलेटिंग समूह भी सहसंयोजक रूप से सिलिका जेल से बंधे हुए हैं। इन सामग्रियों में जलीय घोल से धातु आयनों को चुनिंदा रूप से हटाने की क्षमता होती है। चेलेटिंग समूह सहसंयोजक रूप से पॉलीमाइन से बंधे हो सकते हैं जिन्हें अधिक यांत्रिक अखंडता की सामग्री का उत्पादन करने वाली सिलिका जेल सतह पर ग्राफ्ट किया गया है। सिलिका जेल को क्षार धातुओं के साथ मिलाकर एम-एसजी कम करने वाला एजेंट भी बनाया जाता है। (देखें SiGNa रसायन शास्त्र)

सिलिका जेल के पानी या मिट्टी में बायोडिग्रेड होने की उम्मीद नहीं है।

बिल्ली कूड़े
सिलिका जेल का उपयोग बिल्ली कूड़े के रूप में भी किया जाता है # कूड़े के डिब्बे भराव के प्रकार, स्वयं या अधिक पारंपरिक सामग्रियों के संयोजन में, जैसे बेंटोनाइट सहित मिट्टी। यह गैर-ट्रैकिंग और वस्तुतः गंधहीन है।

खाद्य योज्य
सिलिका जेल, जिसे सिलिकॉन डाइऑक्साइड या सिंथेटिक अनाकार सिलिका (एसएएस) के रूप में भी जाना जाता है, को संयुक्त राज्य अमेरिका में एफडीए द्वारा आम तौर पर सुरक्षित (जीआरएएस) के रूप में सूचीबद्ध किया गया है, जिसका अर्थ है कि इसे अनुमोदन की आवश्यकता के बिना खाद्य उत्पादों में जोड़ा जा सकता है। 21 सीएफआर 172.480 के तहत अनुमति के अनुसार सिलिका को संयुक्त राज्य अमेरिका में भोजन में 2% तक जोड़ने की अनुमति है। यूरोपीय संघ में, यह 5% सांद्रता तक हो सकता है। 2018 में, खाद्य योज्यों और पोषक तत्वों के स्रोतों पर EFSA पैनल द्वारा खाद्य में जोड़े गए पुनर्मूल्यांकन में जोखिम स्तर के उच्चतम अनुमानों पर भी विषाक्तता का कोई संकेत नहीं मिला।

सूचीबद्ध उपयोगों में शामिल हैं: एंटीकेकिंग एजेंट, डिफॉमिंग एजेंट, स्टेबलाइजर, सोखने वाला, वाहक, कंडीशनिंग एजेंट, चिलप्रूफिंग एजेंट, फिल्टर सहायता, इमल्सीफाइंग एजेंट, चिपचिपापन नियंत्रण एजेंट और एंटी-सेटलिंग एजेंट। सिलिका आमतौर पर पके हुए सामान, मसालों और जड़ी-बूटियों, डेयरी उत्पादों, कोको उत्पादों और अन्य खाद्य पदार्थों में पाया जा सकता है।

जल निस्पंदन
सिलिका जेल के जल सोखने के गुणों को देखते हुए इसका उपयोग घरेलू जल फिल्टर में किया जाता है। सिलिका जेल की सतह संरचना पानी में घुले कुछ खनिजों के सोखने की अनुमति देती है, या आयन एक्सचेंज के रूप में इसका विपणन किया जाता है। घरेलू जल निस्पंदन उत्पादों के लिए नियमों की कमी के कारण, कोई अध्ययन निस्पंदन प्रणाली की प्रभावशीलता के बारे में निर्माता के दावों को मान्य नहीं करता है।

आर्द्रता सूचक (रंग बदलने वाली सिलिका जेल)
सिलिका जेल को एक नमी संकेतक के साथ डोप किया जा सकता है जो निर्जल (शुष्क) अवस्था से हाइड्रेटेड (गीले) अवस्था में परिवर्तित होने पर धीरे-धीरे अपना रंग बदलता है। सामान्य संकेतक कोबाल्ट (II) क्लोराइड और मिथाइल वायलेट हैं। कोबाल्ट (II) क्लोराइड गीला होने पर गहरा नीला और गीला होने पर गुलाबी होता है, लेकिन यह विषैला और कार्सिनोजेनिक होता है, और जुलाई 2000 में यूरोपीय संघ द्वारा एक विषैले पदार्थ के रूप में पुनर्वर्गीकृत किया गया था। मिथाइल वायलेट को नारंगी से हरे, या नारंगी से बेरंग में बदलने के लिए तैयार किया जा सकता है। यह जहरीला और संभावित कार्सिनोजेनिक भी है, लेकिन औषधीय उपयोग के लिए पर्याप्त सुरक्षित है। एक अधिक पारिस्थितिक रूप से अनुकूल संकेतक समाधान फेरिक अमोनियम सल्फेट है, जिसके परिणामस्वरूप संतृप्त होने पर गहरे नारंगी/एम्बर से रंग में परिवर्तन होता है जब संतृप्त होता है।

खतरे
सिलिका जेल गैर-विषाक्त, गैर-ज्वलनशील और गैर-प्रतिक्रियाशील और सामान्य उपयोग के साथ स्थिर है। यह हाइड्रोजिन फ्लोराइड, एक अधातु तत्त्व, ऑक्सीजन डिफ्लोराइड, क्लोरीन ट्राइफ्लोराइड, मजबूत एसिड, मजबूत बेस और ऑक्सीडाइज़र के साथ प्रतिक्रिया करेगा। सिलिका जेल श्वसन मार्ग में जलन पैदा कर रहा है और पाचन तंत्र में जलन पैदा कर सकता है। मोतियों से निकलने वाली धूल से त्वचा और आंखों में जलन हो सकती है, इसलिए सावधानी बरतनी चाहिए। क्रिस्टलीय सिलिका धूल सिलिकोसिस का कारण बन सकती है, लेकिन सिंथेटिक अक्रिस्टलीय सिलिका जेल प्रेरित है इसलिए सिलिकोसिस का कारण नहीं बनता है। #आर्द्रता संकेतक (रंग बदलने वाला सिलिका जेल) से डोप किए जाने पर अतिरिक्त खतरे हो सकते हैं।

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बाहरी संबंध

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