ทำไมซิลิกาเจลไม่ละลายในน้ำ?

เมื่อพูดถึงการละลายของสารประกอบ กฎของการละลายเหมือนมักจะใช้ นั่นหมายความว่าของเหลวไอออนิกจะละลายของแข็งไอออนิก และของเหลวอินทรีย์จะละลายโมเลกุลอินทรีย์ สารประกอบที่มีคุณสมบัติคล้ายกับของแข็งไอออนิกหรือของแข็งอินทรีย์จะเป็นไปตามสูตรเดียวกัน อย่างไรก็ตาม ซิลิกาเจลมีความพิเศษตรงที่มันไม่ใช่เจล และจะไม่ละลายในของเหลวส่วนใหญ่ ในความเป็นจริง มันดูดซับน้ำและของเหลวอื่น ๆ แทนที่จะละลายในตัวมัน

จริงๆ แล้ว ซิลิกาเจลเป็นโครงสร้างคล้ายแก้ว มักพบในรูปลูกปัดที่มีสูตรทางเคมีของ SiO เนื่องจากความสามารถในการดูดซับน้ำและของเหลวอื่นๆ ได้หลากหลาย จึงใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมและเป็นสารดูดความชื้น ความสามารถในการดูดซับของเหลวจำนวนมากเกิดจากโครงสร้างที่มีรูพรุนสูงและพื้นที่ผิวภายในที่ใหญ่ และถึงแม้ว่าซิลิกาจะอยู่ในกลุ่มเคมีเดียวกันกับคาร์บอนในแผนภูมิธาตุและมักจะทำปฏิกิริยาในลักษณะเดียวกัน ซิลิกาเจลจะดูดซับของเหลวไอออนิกและของเหลวอินทรีย์

คนส่วนใหญ่สัมผัสกับซิลิกาเจลเมื่อพบซองเล็กๆ ที่บรรจุอยู่ในผลิตภัณฑ์ที่พวกเขาซื้อ โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อพูดถึงอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ จุดประสงค์ของแพ็กเก็ตเหล่านั้นคือการดูดซับไอน้ำที่พบในบรรจุภัณฑ์ โดยเฉพาะอย่างยิ่งที่สำคัญเมื่อพูดถึงอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ ความสามารถของซิลิกาเจลในการดูดซับไอน้ำนั้นแทบจะเป็นตำนาน โดยสามารถดูดซับไอน้ำได้ 40 เปอร์เซ็นต์ของน้ำหนักตัวมันเอง

แม้ว่าซิลิกาเจลสามารถดูดซับของเหลวได้จำนวนมาก แต่พื้นผิวด้านนอกของซิลิกาก็ยังคงแห้งเมื่อสัมผัส เนื่องจากมีน้ำหนักเบากว่าวัสดุดูดซับอื่นๆ จึงเหมาะสำหรับการขนส่ง นอกจากนี้ยังมีอายุการเก็บรักษาที่ยาวนานและไม่ต้องการข้อควรระวังในการจัดการเป็นพิเศษ

ซิลิกาเจลสามารถนำกลับมาใช้ใหม่ได้—เพียงแค่ต้องอุ่นซ้ำเพื่อขจัดความชื้นที่ดูดซับไปแล้ว ทำให้คุ้มค่ามาก นอกจากนี้ ซิลิกาเจลไม่ทำปฏิกิริยากับวัสดุอื่น ๆ ส่วนใหญ่ ซึ่งช่วยให้เก็บรักษาได้อย่างปลอดภัย และด้วยข้อยกเว้นของด่างที่แรงมากหรือกรดไฮโดรฟลูออริก จะไม่มีอะไรทำปฏิกิริยากับซิลิกา

ซิลิกาเจลเคยเป็นความอยากรู้อยากเห็นทางวิทยาศาสตร์ ค้นพบครั้งแรกในปี 1600 และกลายเป็นปัจจัยสำคัญในสงครามโลกครั้งที่ 1 เมื่อนำมาใช้ในถังหน้ากากป้องกันแก๊สพิษเพื่อกรองควันอันตราย ศาสตราจารย์ด้านเคมีจากจอห์น ฮอปกินส์ ได้จดสิทธิบัตรในปี พ.ศ. 2462 และร่วมกับเกรซ เดวิสัน บริษัทเคมีในรัฐแมรี่แลนด์ ก็เริ่มพัฒนาผลิตภัณฑ์ดังกล่าว ขายให้กับประชาชนครั้งแรกในปี 2466 ยอดขายไม่ได้เกิดขึ้นจนกระทั่งสงครามโลกครั้งที่สองเมื่อพบว่ามีประโยชน์ในการรักษายาอุปกรณ์และวัสดุสิ้นเปลือง