Der Hauptunterschied zwischen kolloidalem Siliziumdioxid und reaktivem Siliziumdioxid besteht darin, dass kolloidales Siliziumdioxid die polymere Form von Silizium ist, während reaktives Siliziumdioxid die nicht-polymere Form von Silizium ist.
Silica oder Siliziumdioxid ist eine kristalline Verbindung, die in den meisten Gesteinen, Mineralien und Sand vorkommt. Diese Substanz entsteht, wenn Silizium und Sauerstoff miteinander und mit einem anderen Metall oder Mineral reagieren. Typischerweise liegt Kieselsäure in der Wasserversorgung in zwei Formen vor: reaktive Kieselsäure und kolloidale Kieselsäure.
Was ist kolloidales Siliciumdioxid?
Kolloidale Kieselsäure ist eine Suspension von Kieselsäurepartikeln in flüssiger Phase. Die Silikastruktur in dieser Suspension kann als amorphe, nicht poröse und typischerweise kugelförmige Silikapartikel beschrieben werden. Wenn sich Kieselsäurepartikel im Wasser befinden, ist die Oberfläche von kolloidaler Kieselsäure, die mit Wasser in Kontakt kommt, von Siloxanbindungen und Silanolgruppen bedeckt. Daher können wir kolloidales Siliziumdioxid als eine hydrophile Substanz bezeichnen, die in der Lage ist, Wasserstoffbrückenbindungen zu bilden.
Abbildung 01: Kieselsäurepartikeloberfläche in Wasser
Wir können kolloidales Siliziumdioxid über einen mehrstufigen Prozess herstellen, bei dem eine Alkalisilikatlösung teilweise neutralisiert wird, was zur Bildung von Siliziumdioxidkeimen führt. Im Allgemeinen liegen Untereinheiten von Silikapartikeln im Größenbereich von 1 bis 5 nm. Die Kombination dieser Untereinheiten hängt von den Polymerisationsbedingungen ab, die in der kolloidalen Suspension vorliegen. Die anfängliche Ansäuerung von Wasserglaslösung (Natriumsilikatlösung) ergibt jedoch Siliziumhydroxid, Si(OH)4.
Wenn wir der kolloidalen Silica-Suspension ein Salz hinzufügen (oder wenn der pH-Wert unter 7 gesenkt wird), neigen die Silica-Partikel in der Suspension dazu, miteinander zu verschmelzen und Ketten zu bilden. Dieses Produkt wird Kieselgel genannt. Wenn wir den pH-Wert jedoch leicht auf der alkalischen Seite h alten (über pH=7), bleiben die Kieselsäurepartikel getrennt und neigen dazu, allmählich zu wachsen. Wir können diese Art von Kieselsäure als gefällte Kieselsäure oder Kieselsole bezeichnen.
Es gibt viele verschiedene Anwendungen von kolloidalem Siliziumdioxid, einschließlich der Papierherstellung, wo es als Entwässerungshilfe verwendet wird, in der Nanomedizinproduktion, bei der Herstellung von Hochtemperaturbindemitteln, Feinguss, Selbstdurchschreibepapier, in der Katalyse, als Feuchtigkeitsabsorber, usw.
Was ist reaktives Silica?
Reaktives Siliziumdioxid ist jedes monomere Siliziumdioxid, einschließlich der ionisierten Formen und möglicherweise jedes gelöste Dimer von Silizium. Mit anderen Worten, reaktives Silica ist die nicht-polymere Form von Silica. Es gibt verschiedene Methoden, mit denen wir reaktive Kieselsäure aus einer Wasserversorgung entfernen können. Zu diesen Methoden gehören Kalkenthärtung, Ionenaustausch, Umkehrosmose, Ultrafiltration und Elektrokoagulation.
Abbildung 02: Ein Wasserversorgungstank
Die beste Methode zur Entfernung reaktiver Kieselsäure aus Wasser ist jedoch die Umkehrosmose, da diese Methode die Oxidation von Eisen, Schwefel und Mangan, die Entfernung von Chlor und Chloramin usw. umfasst. Wenn die Wasserversorgung nur kolloidale Kieselsäure enthält, der beste Weg, es zu entfernen, ist Ultrafiltration.
Was ist der Unterschied zwischen kolloidaler Kieselsäure und reaktiver Kieselsäure?
Kolloidales und reaktives Siliziumdioxid sind zwei Formen von Silizium, die in der Wasserversorgung vorhanden sind. Der Hauptunterschied zwischen kolloidalem Siliziumdioxid und reaktivem Siliziumdioxid besteht darin, dass kolloidales Siliziumdioxid die polymere Form von Silizium ist, während reaktives Siliziumdioxid die nicht-polymere Form von Silizium ist. Mit anderen Worten, kolloidales Siliziumdioxid ist hochgradig nicht reaktiv, während reaktives Siliziumdioxid hochgradig reaktiv ist und dazu neigt, Polymerisation und andere chemische Reaktionen einzugehen.
Die folgende Infografik zeigt die Zusammenfassung der Unterschiede zwischen kolloidalem Siliziumdioxid und reaktivem Siliziumdioxid in tabellarischer Form.
Zusammenfassung – Kolloidale Kieselsäure vs. reaktive Kieselsäure
Kolloidales und reaktives Siliziumdioxid sind zwei Formen von Silizium, die in der Wasserversorgung vorhanden sind. Der Hauptunterschied zwischen kolloidalem Siliziumdioxid und reaktivem Siliziumdioxid besteht darin, dass kolloidales Siliziumdioxid die polymere Form von Silizium ist, während reaktives Siliziumdioxid die nicht-polymere Form von Silizium ist.
