ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างคอลลอยด์ซิลิกาและซิลิกาที่ทำปฏิกิริยาคือซิลิกาคอลลอยด์เป็นรูปแบบโพลีเมอร์ของซิลิกอน ในขณะที่ซิลิกาปฏิกิริยาเป็นรูปแบบที่ไม่ใช่โพลีเมอร์ของซิลิกอน
ซิลิกาหรือซิลิกอนไดออกไซด์เป็นสารประกอบผลึกที่พบได้ทั่วไปในหิน แร่ และทรายส่วนใหญ่ สารนี้เกิดขึ้นเมื่อซิลิกอนและออกซิเจนทำปฏิกิริยาระหว่างกันและโลหะหรือแร่อื่น โดยทั่วไป ซิลิกาในน้ำประปามีอยู่สองรูปแบบ: ซิลิกาปฏิกิริยาและซิลิกาคอลลอยด์
คอลลอยด์ซิลิกาคืออะไร
คอลลอยด์ซิลิกาคือสารแขวนลอยของอนุภาคซิลิกาในสถานะของเหลวโครงสร้างซิลิกาในสารแขวนลอยนี้สามารถอธิบายได้ว่าเป็นอนุภาคซิลิกาอสัณฐาน ไม่มีรูพรุน และโดยทั่วไปแล้วจะเป็นอนุภาคซิลิกาทรงกลม เมื่ออนุภาคซิลิกาอยู่ในน้ำ พื้นผิวของคอลลอยด์ซิลิกาที่สัมผัสกับน้ำจะถูกปกคลุมด้วยพันธะไซลอกเซนและกลุ่มซิลานอล ดังนั้นเราจึงสามารถอธิบายคอลลอยด์ซิลิกาว่าเป็นสารที่ชอบน้ำซึ่งสามารถสร้างพันธะไฮโดรเจนได้
รูปที่ 01: พื้นผิวอนุภาคซิลิกาในน้ำ
เราสามารถเตรียมคอลลอยด์ซิลิกาผ่านกระบวนการหลายขั้นตอนซึ่งสารละลายอัลคาไลซิลิเกตถูกทำให้เป็นกลางบางส่วน ซึ่งนำไปสู่การก่อตัวของนิวเคลียสของซิลิกา โดยทั่วไป หน่วยย่อยของอนุภาคซิลิกาจะมีขนาดตั้งแต่ 1 ถึง 5 นาโนเมตร การรวมกันของหน่วยย่อยเหล่านี้ขึ้นอยู่กับเงื่อนไขของการเกิดพอลิเมอไรเซชันที่มีอยู่ในสารแขวนลอยคอลลอยด์อย่างไรก็ตาม การทำให้เป็นกรดเริ่มต้นของสารละลายแก้วน้ำ (สารละลายโซเดียมซิลิเกต) ทำให้เกิดซิลิกอนไฮดรอกไซด์, Si(OH)4.
ถ้าเราเติมเกลือลงในสารแขวนลอยซิลิกาคอลลอยด์ (หรือถ้าค่า pH ลดลงต่ำกว่า 7) อนุภาคซิลิกาในสารแขวนลอยมักจะหลอมรวมเข้าด้วยกันจนเกิดเป็นโซ่ ผลิตภัณฑ์นี้เรียกว่าซิลิกาเจล อย่างไรก็ตาม หากเรารักษา pH ไว้ที่ด้านด่างเล็กน้อย (เหนือ pH=7) อนุภาคซิลิกาจะยังคงแยกจากกันและมีแนวโน้มที่จะเติบโตทีละน้อย เราสามารถเรียกซิลิกาประเภทนี้ว่าซิลิกาตกตะกอนหรือซิลิกาโซลได้
มีการใช้ซิลิกาคอลลอยด์หลายแบบ เช่น การผลิตกระดาษที่ใช้เป็นตัวช่วยระบายน้ำ ในการผลิตยานาโน ในการผลิตสารยึดเกาะที่อุณหภูมิสูง การหล่อเพื่อการลงทุน กระดาษไร้คาร์บอน ในการเร่งปฏิกิริยา เป็นตัวดูดซับความชื้น เป็นต้น
ซิลิกาปฏิกิริยาคืออะไร
ปฏิกิริยาซิลิกาคือซิลิกาโมโนเมอร์ใดๆ รวมถึงรูปแบบไอออไนซ์และไดเมอร์ที่ละลายน้ำได้ของซิลิกอนกล่าวอีกนัยหนึ่ง ซิลิกาที่ทำปฏิกิริยาคือซิลิกาในรูปแบบที่ไม่ใช่โพลีเมอร์ มีหลายวิธีที่เราสามารถนำมาใช้เพื่อกำจัดซิลิกาที่ทำปฏิกิริยาออกจากแหล่งน้ำได้ วิธีการดังกล่าวรวมถึงการทำให้มะนาวอ่อนตัว การแลกเปลี่ยนไอออน รีเวิร์สออสโมซิส อัลตราฟิลเตรชัน และการแยกตัวด้วยไฟฟ้า
รูปที่ 02: ถังจ่ายน้ำ
อย่างไรก็ตาม วิธีที่ดีที่สุดในการกำจัดซิลิกาปฏิกิริยาออกจากน้ำคือการรีเวิร์สออสโมซิส เนื่องจากวิธีนี้รวมถึงการเกิดออกซิเดชันของเหล็ก กำมะถัน และแมงกานีส การกำจัดคลอรีนและคลอรามีน เป็นต้น หากแหล่งน้ำมีเพียงซิลิกาคอลลอยด์ วิธีที่ดีที่สุดในการกำจัดมันคือการกรองแบบพิเศษ
ความแตกต่างระหว่างคอลลอยด์ซิลิกาและซิลิกาปฏิกิริยาคืออะไร
คอลลอยด์และซิลิกาที่ทำปฏิกิริยาเป็นซิลิกอนสองรูปแบบที่มีอยู่ในแหล่งน้ำความแตกต่างที่สำคัญระหว่างคอลลอยด์ซิลิกาและซิลิกาที่ทำปฏิกิริยาคือคอลลอยด์ซิลิกาเป็นรูปแบบโพลีเมอร์ของซิลิกอน ในขณะที่ซิลิกาปฏิกิริยาเป็นรูปแบบที่ไม่ใช่โพลีเมอร์ของซิลิกอน กล่าวอีกนัยหนึ่ง คอลลอยด์ซิลิกาไม่มีปฏิกิริยาสูง ในขณะที่ซิลิกาที่ทำปฏิกิริยามีปฏิกิริยาสูง และมีแนวโน้มที่จะเกิดปฏิกิริยาพอลิเมอไรเซชันและปฏิกิริยาเคมีอื่นๆ
ด้านล่างอินโฟกราฟิกนำเสนอบทสรุปของความแตกต่างระหว่างคอลลอยด์ซิลิกาและซิลิกาที่ทำปฏิกิริยาในรูปแบบตาราง
สรุป – คอลลอยด์ซิลิกากับซิลิกาปฏิกิริยา
คอลลอยด์และซิลิกาที่ทำปฏิกิริยาเป็นซิลิกอนสองรูปแบบที่มีอยู่ในแหล่งน้ำ ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างคอลลอยด์ซิลิกาและซิลิกาที่ทำปฏิกิริยาคือคอลลอยด์ซิลิกาเป็นรูปแบบโพลีเมอร์ของซิลิกอน ในขณะที่ซิลิกาที่ทำปฏิกิริยาคือซิลิกาที่ไม่ใช่โพลีเมอร์