\( \require{mhchem} \)
.
Ένα ξηραντικό μέσο είναι μια υγροσκοπική ουσία που εισάγει ή διατηρεί μια κατάσταση ξηρότητας (ξήρανση) γύρω του. Συνήθως υπάρχουν προσυσκευασμένα στερεά ξηραντικά που απορροφούν νερό. Τα ξηραντικά για ειδικούς σκοπούς μπορεί να είναι και σε άλλες μορφές πέραν της στερεής και μπορεί να δουλεύουν μέσα από άλλες αρχές, όπως χημικοί δεσμοί των μορίων νερού. Συνήθως εμφανίζονται σε τρόφιμα για να διατηρήσουν την φρεσκάδα. Βιομηχανικά, τα ξηραντικά χρησιμοποιούνται ευρέως για τον έλεγχο του επιπέδου του νερού σε ατμούς αερίων.
Τύποι ξηραντικών
Κύριο λήμμα: List of desiccants
Λόγω της συνηθισμένης χρήσης στη συντήρηση, τα ξηραντικά είναι χημικά σταθερά ή χημικά αδρανή και ένας αριθμός χρήσιμων ξηραντικών με αυτήν την ιδιότητα έχουν ταυτοποιηθεί και χρησιμοποιούνται πλατιά. Το πιο συνηθισμένο ξηραντικό είναι το διοξείδιο του πυριτίου, ένα αλλιώς αδρανές, μη τοξικό, αδιάλυτο στο νερό λευκό στερεό. Δεκάδες χιλιάδες τόνοι παράγονται ετησίως για αυτόν τον σκοπό. [1] Άλλα ξηραντικά περιλαμβάνουν ενεργό άνθρακα, θειικό ασβέστιο, χλωριούχο ασβέστιο και μοριακούς ηθμούς (τυπικά, ζεόλιθοι).
Αποτελεσματικότητα απόδοσης
Ένα μέτρο της αποτελεσματικότητας ενός ξηραντικού είναι ο λόγος (ή ποσοστό) του νερού που αποθηκεύεται στο ξηραντικό ως προς τη μάζα του ξηραντικού.
Ένα άλλο μέτρο είναι το υπόλειμμα σχετική υγρασία του αέρα ή άλλου ρευστού που ξηραίνεται.
Η απόδοση οποιουδήποτε ξηραντικού ποικίλει με τη θερμοκρασία, την σχετική υγρασία και την απόλυτη υγρασία. Σε κάποια έκταση, η απόδοση του ξηραντικού μπορεί να περιγραφεί επακριβώς, αλλά συνήθως, η τελική επιλογή του καταλληλότερου ξηραντικού για μια δεδομένη περίπτωση, η απαραίτητη ποσότητά του και η μορφή του βασίζονται σε δοκιμές και πρακτική εμπειρία.
Χρωματικοί δείκτες κορεσμού
Δείκτης πηκτής διοξειδίου του πυριτίου
Συχνά, περιλαμβάνεται ένας δείκτης υγρασίας για να δείξει, αλλάζοντας χρώμα, τον βαθμό κορεσμού με νερό του ξηραντικού. Ένας τέτοιος συνηθισμένος δείκτης είναι το χλωριούχο κοβάλτιο (ΙΙ) (CoCl2). Το άνυδρο χλωριούχο κοβάλτιο είναι γαλάζιο. Όταν δεσμεύει δύο μόρια νερού, (CoCl2•2H2O), γίνεται πορφυρό. Παραπέρα hydration καταλήγει στο ροζ σύμπλοκο εξαένυδρου χλωριούχου κοβαλτίου (II) [Co(H2O)6]Cl2.
Εφαρμογές
Ένα παράδειγμα χρήσης ξηραντικού είναι στην κατασκευή των μονωμένων τζαμιών όπου σφαιροειδείς ζεόλιθοι γεμίζουν έναν ορθογώνιο σωλήνα πλαισίου στην περίμετρο των φατνωμάτων του γυαλιού. Το ξηραντικό βοηθά στην αποφυγή της συμπύκνωσης της υγρασίας μεταξύ των φατνωμάτων. Μια άλλη χρήση των ζεολίθων είναι στο τμήμα ξήρανσης των κλιματιστικών συστημάτων για να βοηθήσουν τη διατήρηση της αποτελεσματικότητας του ψυκτικού. Τα ξηραντικά χρησιμοποιούνται επίσης συνήθως στην προστασία αγαθών σε συσκευασίες αποστολής κατά της βλάβης από υγρασία. Υγροσκοπικά φορτία, όπως κακάο, καφές και διάφοροι ξηροί καρποί και σπόροι, είναι πολύ ευαίσθητοι σε μούχλα και σήψη, όταν εκτίθενται σε συμπύκνωση και υγρασία. Εξαιτίας αυτού, οι αποστολείς παίρνουν συχνά προληπτικά μέτρα για προστασία κατά των απωλειών φορτίων.
Τα ξηραντικά ξηραίνουν σε οποιοδήποτε περιβάλλον και μειώνουν την ποσότητα της υγρασίας που είναι παρούσα στον αέρα. Τα ξηραντικά έρχονται σε διάφορες μορφές και έχουν βρει πλατιά χρήση στις τροφές, φαρμακευτικά, συσκευασίες, ηλεκτρονικά και πολλές κατασκευαστικές βιομηχανίες.
Ξήρανση διαλυτών
Επαναροή τολουολίου με νάτριο και βενζοφαινόνη για παραγωγή ξηρού, ελεύθερου οξυγόνου τολουολίου. Το τολουόλιο είναι ξηρό και ελεύθερο οξυγόνου όταν παρατηρείται έντονος γαλάζιος χρωματισμός από τη ρίζα κετυλικής βενζοφαινόνης.
Κύριο λήμμα: Air-free technique
Τα ξηραντικά χρησιμοποιούνται επίσης για αφαίρεση νερού από διαλύτες, που τυπικά απαιτούνται από χημικές αντιδράσεις που δεν ανέχονται νερό, π.χ., η αντίδραση Grignard. Η μέθοδος γενικά, αν και όχι πάντα, περιλαμβάνει ανάμειξη του διαλύτη με το στερεό ξηραντικό. Ο ξηραμένος διαλύτης έπειτα αποχωρίζεται από το ξηραντικό με διήθηση ή απόσταξη.[2][3]
Δείτε επίσης
Ζεόλιθοι
Παραπομπές
Otto W. Flörke, et al. "Silica" in Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, 2008, Weinheim: Wiley-VCH, . doi:10.1002/14356007.a23_583.pub3.
Chai, Christina Li Lin; Armarego, W. L. F. (2003). Purification of laboratory chemicals. Oxford: Butterworth-Heinemann. ISBN 0-7506-7571-3.
Williams, D. B. G., Lawton, M., "Drying of Organic Solvents: Quantitative Evaluation of the Efficiency of Several Desiccants", The Journal of Organic Chemistry 2010, vol. 75, 8351. doi: 10.1021/jo101589h
Παραπέρα μελέτη
Lavan, Z.; Jean-Baptiste Monnier, Worek, W. M. (1982). «Second Law Analysis of Desiccant Cooling Systems». Journal of Solar Energy Engineering 104 (3): 229–236. doi:10.1115/1.3266307.
S. Sadik; J. W. White (1982). «True potato seed drying over rice». Potato Research 25 (3): 269. doi:10.1007/BF02357312.
Εξωτερικοί σύνδεσμοι
Desiccant Requirement Chart (printable)
A Desiccant Requirements Calculator
Information on Desiccant Dryers
Moisture In Electronics
Hellenica World - Scientific Library
Από τη ελληνική Βικιπαίδεια http://el.wikipedia.org . Όλα τα κείμενα είναι διαθέσιμα υπό την GNU Free Documentation License
