Dlaczego żel krzemionkowy jest nierozpuszczalny w wodzie?

Jeśli chodzi o rozpuszczanie związku, zwykle obowiązuje zasada rozpuszczania podobnego. Oznacza to, że ciecz jonowa rozpuściłaby jonowe ciało stałe, a ciecz organiczna rozpuściłaby cząsteczkę organiczną. Związki, które mają właściwości podobne do ciał stałych jonowych lub organicznych, będą miały ten sam wzór. Jednak żel krzemionkowy jest wyjątkowy, ponieważ nie jest żelem ani nie rozpuszcza się w większości płynów. W rzeczywistości pochłania wodę i inne płyny, zamiast się w nich rozpuszczać.

Żel krzemionkowy jest w rzeczywistości strukturą podobną do szkła, zwykle występującą w postaci kulek o wzorze chemicznym SiO2. Ze względu na swoją zdolność do wchłaniania wody i wielu innych płynów jest szeroko stosowany w przemyśle i jako środek osuszający. Jego zdolność do wchłaniania dużej ilości cieczy wynika z jego wysoce porowatej struktury i dużej powierzchni wewnętrznej. I chociaż krzem jest w tej samej grupie chemicznej co węgiel na wykresie okresowym i zwykle reaguje w podobny sposób, żel krzemionkowy pochłania ciecze jonowe i ciecze organiczne.

Większość ludzi ma kontakt z żelem krzemionkowym, gdy znajdują małe paczki z zakupionym produktem, zwłaszcza jeśli chodzi o elektronikę. Zadaniem tych pakietów jest pochłanianie wszelkiej pary wodnej znajdującej się w opakowaniu – szczególnie ważne w przypadku elektroniki. Zdolność żelu krzemionkowego do pochłaniania pary wodnej jest niemal legendarna — jest w stanie wchłonąć parę wodną 40 procent swojej wagi.

Mimo że żel krzemionkowy może wchłonąć dużą ilość płynu, jego zewnętrzna powierzchnia może pozostać sucha w dotyku. Ponieważ jest lżejszy niż inne materiały chłonne, jest preferowany do wysyłki. Ma również długi okres trwałości i nie wymaga żadnych specjalnych środków ostrożności przy obchodzeniu się.

Żel krzemionkowy można również wykorzystać ponownie — wystarczy go ponownie podgrzać, aby usunąć wilgoć, którą już wchłonął, co czyni go bardzo opłacalnym. Ponadto żel krzemionkowy nie wchodzi w reakcję z większością innych materiałów, co pozwala na bezpieczne przechowywanie, a poza bardzo silnymi alkaliami czy kwasem fluorowodorowym nic z nim nie reaguje

Żel krzemionkowy był kiedyś ciekawostką naukową. Po raz pierwszy odkryta w XVII wieku, stała się ważnym czynnikiem podczas I wojny światowej, gdy była używana w pojemnikach z maskami gazowymi do filtrowania niebezpiecznych oparów. Profesor chemii z John Hopkins ostatecznie opatentował go w 1919 roku i wraz z Grace Davison, firmą chemiczną z Maryland, zaczęli go rozwijać. Po raz pierwszy sprzedany publicznie w 1923 r., sprzedaż pojawiła się dopiero podczas II wojny światowej, kiedy okazało się, że pomaga w utrzymaniu suchości leków, sprzętu i materiałów eksploatacyjnych.