Sharing Chemistry with the Community

Hóa học đằng sau hạt silica gel hút ẩm

Hạt silica gel hút ẩm thường được tìm thấy trong những gói nhỏ đi kèm giày, quần áo và một số đồ ăn nhẹ. Các gói này chứa các hạt silica dạng tròn hoặc dạng bột, được gọi là gel nhưng thực sự chúng là một chất rắn. Các gói đựng thường có cảnh báo “Không ăn được” và “Tránh xa trẻ em”, vì vậy, người ta sẽ cho rằng chúng độc hại – nhưng điều gì thực sự xảy ra nếu bạn ăn silica?

Vì thế trong bài viết này, chúng ta sẽ tìm hiểu về hóa học đằng sau những hạt silicagel hút ẩm nhé!

Silica gel là gì?

Để hiểu silica gel là như thế nào, chúng ta hãy xem xét kỹ hơn chính xác nó là gì. Silica được tổng hợp thành dạng thủy tinh thể (hay thủy tinh) có chứa các hạt nano. Công thức hóa học đơn giản của nó là SiO2.nH2O (n<2), nó được sản xuất từ natri othosilicat (Na2SiO4) hoặc Silic Tetra Clorua (SiCl4).

Khi được tạo ra, nó lơ lửng trong một chất lỏng, vì vậy nó thực sự là một loại gel, giống như gelatin hoặc agar. Khi nó được sấy khô, bạn có được một vật liệu dạng hạt cứng gọi là silica xerogel. Chất này được sử dụng dưới dạng hạt hoặc hạt, trong đó nó có thể được đóng gói trong giấy hoặc vật liệu thoáng khí khác để loại bỏ độ ẩm.

Các lỗ chân lông trong xerogel có đường kính khoảng 2,4 nanomet. Chúng có ái lực cao đối với các phân tử nước. Độ ẩm bị mắc kẹt trong các hạt, giúp kiểm soát hư hỏng và hạn chế các phản ứng hóa học với nước. Một khi lỗ chân lông đầy nước, các hạt là vô dụng, ngoại trừ cho mục đích trang trí.

Tuy nhiên, chúng ta có thể tái sử dụng hạt hút ẩm này. Hạt silicagel ngậm nước có thể nhả nước để trở lại trạng thái ban đầu bằng cách sấy khô. Cách làm cụ thể ra sao bạn xem tiếp bên dưới nhé!

Điều chế đơn giản

Silica gel được điều chế bằng phương pháp cho natri silicat tác dụng với axit sunfuric theo phương trình: Na2O.3SiO2+H2SO4 -> 3SiO2+H2O+Na2SO4

Kết quả của quá trình trên tạo thành sol, sau đó đông tụ thành gel. Rửa gel và sấy khô ta thu được hạt sillicagel.

Cơ chế hút ẩm

Các hạt silicagel thông thường khi không ngậm nước thì hạt có màu trắng trong, sau khi hấp phụ nước thì hạt chuyển sang màu xanh. Tuy nhiên để chỉ thị tình trạng ngậm hơi nước của silica gel, người ta còn cho thêm một ít coban (II) chlorua vào để dễ phân biệt. Lúc này khi còn khô nó sẽ có màu hơi phớt xanh, khi bắt đầu ngậm hơi nước, nó chuyển dần sang màu xanh nhạt, rồi màu hồng, cuối cùng là trắng đục.

Cơ chế hút ẩm của silicagel nhờ hiện tượng mao dẫn ở hàng triệu khoang rỗng li ti của nó, hơi nước bị hút vào và bám vào chỗ rỗng bên trong các hạt. Một lượng silica gel cỡ một thìa cà phê có diện tích tiếp xúc cỡ một sân bóng đá. Theo nghiên cứu, một hạt silicagel có thể hút một lượng hơi nước bằng 40% trọng lượng của nó và làm độ ẩm tương đối trong hộp kín giảm xuống đến 40%.

Vì các đặc điểm đặc trưng trên mà hạt silicagel được ứng dụng khá nhiều trong công nghiệp và đời sống, đặc biệt là được dùng làm hạt hút ẩm cho các thực phẩm khô.

Điều gì xảy ra nếu bạn ăn hạt Silica gel?

Thông thường, không có gì xảy ra nếu bạn ăn silica gel. Trong thực tế, bạn ăn nó mọi lúc. Silica được thêm vào để cải thiện “dòng chảy” trong thực phẩm dạng bột. Nó xảy ra tự nhiên trong nước, nơi nó có thể giúp tạo ra sức đề kháng chống lại sự lão hóa. Silica chỉ là một tên gọi khác của silicon dioxide, thành phần chính của cát, thủy tinh và thạch anh. Phần “gel” của tên có nghĩa là silica được hydrat hóa hoặc chứa nước. Nếu bạn ăn silica, nó sẽ không được tiêu hóa, vì vậy nó sẽ đi qua đường tiêu hóa để được bài tiết qua phân.

Tuy nhiên, nếu silica vô hại để ăn, tại sao các gói lại để cảnh báo? Câu trả lời là một số silica có chứa chất phụ gia độc hại. Ví dụ, hạt silica gel có thể chứa coban (II) clorua độc hại và có khả năng gây ung thư, được thêm vào như một chỉ thị độ ẩm. Bạn có thể nhận ra silica có chứa coban clorua vì nó sẽ có màu xanh lam (khô) hoặc hồng (ngậm nước). Một chỉ thị độ ẩm phổ biến khác là methyl violet, có màu cam (khô) hoặc xanh lá cây (ngậm nước).

Methyl violet là một chất gây đột biến và phân bào. Mặc dù bạn có thể mong đợi hầu hết silica mà bạn gặp sẽ không độc hại, việc ăn phải sản phẩm có màu sẽ đảm bảo một cuộc gọi cấp cứu. Ăn hạt cũng không phải là ý tưởng hay ngay cả khi chúng không chứa hóa chất độc hại vì sản phẩm không được quy định là thực phẩm, có nghĩa là có thể dễ dàng có chất gây ô nhiễm mà bạn không muốn ăn.

Cách sử dụng lại hạt silica gel

Silica có thể được sử dụng trong nhiều mục đích thú vị, ngoài ra bạn có thể tái chế nó để làm mới các đặc tính hút ẩm. Tất cả những gì bạn cần làm là làm nóng gel trong tủ sấy (bất cứ thứ gì qua điểm sôi của nước, là 100 °C hoặc 212 °F, vì vậy lò 250 °F là tốt). Để các hạt hơi nguội và sau đó bảo quản chúng trong hộp chống nước.

Đôi nét về lịch sử thú vị của silica gel

Silica gel rất quan trọng trong Thế chiến II. Nó được sử dụng để giữ cho penicillin khô, như một chất xúc tác để tạo ra xăng có chỉ số octan cao, để làm cao su tổng hợp và hấp thụ khí độc trong mặt nạ phòng độc.

Bài viết đến đây là hết rồi. Hi vọng sẽ giúp ích cho các bạn phần nào trong tương lai. Lần sau nếu có ai hỏi về những hạt silica gel hút ẩm thì hãy nhớ về hóa học đằng sau chúng nhé!

Tham khảo Thoughtco, Dinhnghia, The GuardianWikipedia.

Leave a Reply