នៅក្នុងការផលិត និងជីវិត ស៊ីលីកាជែលអាចត្រូវបានប្រើដើម្បីសម្ងួត N2 ខ្យល់ អ៊ីដ្រូសែន ឧស្ម័នធម្មជាតិ [1] និងដូច្នេះនៅលើ។ យោងតាមអាស៊ីត និងអាល់កាឡាំង សារធាតុ desiccant អាចត្រូវបានបែងចែកជាៈ ទឹកអាស៊ីត desiccant អាល់កាឡាំង desiccant និង desiccant អព្យាក្រឹត [2] ។ Silica gel មើលទៅដូចជាម៉ាស៊ីនសម្ងួតអព្យាក្រឹតដែលហាក់ដូចជាស្ងួត NH3, HCl, SO2 ជាដើម។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ តាមទស្សនៈគោលការណ៍ ស៊ីលីកាជែលត្រូវបានផ្សំឡើងដោយការខះជាតិទឹកអន្តរម៉ូលេគុលបីវិមាត្រនៃម៉ូលេគុលអាស៊ីត orthosilicic តួសំខាន់គឺ SiO2 ។ ហើយផ្ទៃគឺសម្បូរទៅដោយក្រុម hydroxyl (សូមមើលរូបភាពទី 1) ។ មូលហេតុដែលស៊ីលីកាជែលអាចស្រូបទឹកបាន គឺក្រុមស៊ីលីកុនអ៊ីដ្រូកស៊ីល នៅលើផ្ទៃនៃស៊ីលីកាជែលអាចបង្កើតចំណងអ៊ីដ្រូសែនអន្តរម៉ូលេគុលជាមួយម៉ូលេគុលទឹក ដូច្នេះវាអាចស្រូបយកទឹកហើយដើរតួនាទីស្ងួត។ ស៊ីលីកាដែលផ្លាស់ប្តូរពណ៌មានផ្ទុកអ៊ីយ៉ុង cobalt ហើយបន្ទាប់ពីទឹក adsorption ឈានដល់ការតិត្ថិភាព អ៊ីយ៉ុង cobalt នៅក្នុង silica gel ផ្លាស់ប្តូរពណ៌ក្លាយជាអ៊ីយ៉ុង cobalt hydrated ដូច្នេះ silica gel ពណ៌ខៀវក្លាយជាពណ៌ផ្កាឈូក។ បន្ទាប់ពីកំដៅស៊ីលីកាជែលពណ៌ផ្កាឈូកនៅសីតុណ្ហភាព 200 អង្សារក្នុងរយៈពេលមួយ ចំណងអ៊ីដ្រូសែនរវាងស៊ីលីកាជែល និងម៉ូលេគុលទឹកនឹងបែក ហើយស៊ីលីកាជែលដែលប្រែពណ៌នឹងប្រែទៅជាពណ៌ខៀវម្តងទៀត ដូច្នេះដ្យាក្រាមរចនាសម្ព័ន្ធនៃអាស៊ីតស៊ីលីក និងស៊ីលីកាជែលអាច ត្រូវបានប្រើឡើងវិញដូចបង្ហាញក្នុងរូបភាពទី 1។ ដូច្នេះ ដោយសារផ្ទៃនៃស៊ីលីកាជែលសម្បូរទៅដោយក្រុមអ៊ីដ្រូកស៊ីល ផ្ទៃនៃស៊ីលីកាជែលក៏អាចបង្កើតជាចំណងអ៊ីដ្រូសែនអន្តរម៉ូលេគុលជាមួយ NH3 និង HCl ជាដើម ហើយប្រហែលជាគ្មានវិធីដើម្បីធ្វើសកម្មភាពដូចនោះទេ។ desiccant នៃ NH3 និង HCl ហើយមិនមានរបាយការណ៍ពាក់ព័ន្ធនៅក្នុងអក្សរសិល្ប៍ដែលមានស្រាប់នោះទេ។ ដូច្នេះតើលទ្ធផលគឺជាអ្វី? ប្រធានបទនេះបានធ្វើការស្រាវជ្រាវពិសោធន៍ដូចខាងក្រោម។
រូបភព។ 1 ដ្យាក្រាមរចនាសម្ព័ន្ធនៃអាស៊ីត ortho-silicic និង silica gel
2 ផ្នែកពិសោធន៍
2.1 ការរុករកវិសាលភាពនៃការប្រើប្រាស់សារធាតុ desiccant silica gel - អាម៉ូញាក់ ជាដំបូង silica gel ដែលប្រែពណ៌ត្រូវបានដាក់ក្នុងទឹកចម្រោះ និងប្រមូលផ្តុំទឹកអាម៉ូញាក់រៀងៗខ្លួន។ ស៊ីលីកាជែលដែលប្រែពណ៌ប្រែទៅជាពណ៌ផ្កាឈូកនៅក្នុងទឹកចម្រោះ; នៅក្នុងអាម៉ូញាក់ដែលប្រមូលផ្តុំ ស៊ីលីកូនដែលផ្លាស់ប្តូរពណ៌ដំបូងប្រែទៅជាពណ៌ក្រហម ហើយយឺតៗប្រែទៅជាពណ៌ខៀវស្រាល។ នេះបង្ហាញថាស៊ីលីកាជែលអាចស្រូបយក NH3 ឬ NH3 · H2 O នៅក្នុងអាម៉ូញាក់។ ដូចដែលបានបង្ហាញក្នុងរូបភាពទី 2 ជាតិកាល់ស្យូមអ៊ីដ្រូអុកស៊ីតរឹង និងអាម៉ូញ៉ូមក្លរួត្រូវបានលាយបញ្ចូលគ្នាស្មើៗគ្នា និងត្រូវបានកំដៅក្នុងបំពង់សាកល្បង។ ឧស្ម័នលទ្ធផលត្រូវបានយកចេញដោយកំបោរអាល់កាឡាំងហើយបន្ទាប់មកដោយស៊ីលីកាជែល។ ពណ៌នៃស៊ីលីកាជែលនៅជិតទិសដៅចូលកាន់តែស្រាលជាងមុន (ពណ៌នៃវិសាលភាពនៃការប្រើប្រាស់សារធាតុស៊ីលីកាជែលនៅក្នុងរូបភាពទី 2 ត្រូវបានរុករក — អាម៉ូញាក់ 73 ដំណាក់កាលទី 8 នៃឆ្នាំ 2023 គឺដូចគ្នាទៅនឹងពណ៌នៃស៊ីលីកាជែលដែលត្រាំ។ នៅក្នុងទឹកអាម៉ូញាក់ប្រមូលផ្តុំ) ហើយក្រដាសធ្វើតេស្ត pH មិនមានការផ្លាស់ប្តូរជាក់ស្តែងទេ។ នេះបង្ហាញថា NH3 ដែលផលិតមិនបានទៅដល់ក្រដាសធ្វើតេស្ត pH ទេ ហើយវាត្រូវបានស្រូបយកទាំងស្រុង។ បន្ទាប់ពីមួយរយៈ បញ្ឈប់កំដៅ យកផ្នែកតូចមួយនៃគ្រាប់ស៊ីលីកាជែលចេញ ដាក់វាចូលទៅក្នុងទឹកចម្រោះ បន្ថែមសារធាតុ phenolphthalein ទៅក្នុងទឹក ដំណោះស្រាយប្រែពណ៌ក្រហម ដែលបង្ហាញថាស៊ីលីកាជែលមានឥទ្ធិពលស្រូបយកខ្លាំង NH3 បន្ទាប់ពីទឹកចម្រោះត្រូវបានផ្ដាច់ NH3 ចូលទៅក្នុងទឹកចម្រោះ ដំណោះស្រាយគឺអាល់កាឡាំង។ ហេតុដូច្នេះហើយ ដោយសារស៊ីលីកាជែលមានសារធាតុ adsorption ខ្លាំងសម្រាប់ NH3 ភ្នាក់ងារសម្ងួតស៊ីលីកូនមិនអាចស្ងួត NH3 បានទេ។
រូបភព។ 2 ការរុករកវិសាលភាពនៃការប្រើប្រាស់សារធាតុស៊ីលីកាជែល - អាម៉ូញាក់
2.2 ការរុករកវិសាលភាពនៃការប្រើប្រាស់សារធាតុ silica gel desiccant — អ៊ីដ្រូសែនក្លរួ ជាដំបូងដុតរំលាយសារធាតុ NaCl ជាមួយនឹងអណ្តាតភ្លើងអាល់កុល ដើម្បីយកទឹកសើមនៅក្នុងសមាសធាតុរឹងចេញ។ បន្ទាប់ពីសំណាកត្រូវបានធ្វើឱ្យត្រជាក់ អាស៊ីតស៊ុលហ្វួរីកកំហាប់ត្រូវបានបន្ថែមទៅសារធាតុ NaCl ដើម្បីបង្កើតពពុះមួយចំនួនធំភ្លាមៗ។ ឧស្ម័នដែលបានបង្កើតត្រូវបានបញ្ជូនទៅក្នុងបំពង់សម្ងួតរាងស្វ៊ែរដែលមានសារធាតុស៊ីលីកាជែល ហើយក្រដាសធ្វើតេស្ត pH សើមត្រូវបានដាក់នៅចុងបញ្ចប់នៃបំពង់សម្ងួត។ ស៊ីលីកាជែលនៅផ្នែកខាងមុខប្រែទៅជាពណ៌បៃតងស្រាល ហើយក្រដាសធ្វើតេស្ត pH សើមមិនមានការផ្លាស់ប្តូរជាក់ស្តែងទេ (សូមមើលរូបភាពទី 3) ។ នេះបង្ហាញថាឧស្ម័ន HCl ដែលត្រូវបានបង្កើតត្រូវបានស្រូបយកទាំងស្រុងដោយស៊ីលីកាជែលហើយមិនរត់ចូលទៅក្នុងខ្យល់ទេ។
រូបភាពទី 3 ការស្រាវជ្រាវលើវិសាលភាពនៃការប្រើប្រាស់សារធាតុ silica gel desiccant — អ៊ីដ្រូសែនក្លរួ
ស៊ីលីកាជែលបានស្រូបយក HCl ហើយប្រែទៅជាពណ៌បៃតងស្រាលត្រូវបានដាក់ក្នុងបំពង់សាកល្បង។ ដាក់ស៊ីលីកាជែលពណ៌ខៀវថ្មីនៅក្នុងបំពង់សាកល្បង បន្ថែមអាស៊ីតអ៊ីដ្រូក្លរីកដែលប្រមូលផ្តុំ ស៊ីលីកាជែលក៏ក្លាយជាពណ៌បៃតងស្រាល ពណ៌ទាំងពីរគឺដូចគ្នាជាមូលដ្ឋាន។ នេះបង្ហាញពីឧស្ម័នស៊ីលីកាជែលនៅក្នុងបំពង់សម្ងួតរាងស្វ៊ែរ។
2.3 ការរុករកវិសាលភាពនៃកម្មវិធីនៃសារធាតុ desiccant silica gel — sulfur dioxide លាយអាស៊ីត sulfuric ប្រមូលផ្តុំជាមួយ sodium thiosulfate solid (សូមមើលរូបភាពទី 4) NA2s2 O3 +H2 SO4 ==Na2 SO4 +SO2 ↑+S↓ + H2 O; ឧស្ម័នដែលបានបង្កើតត្រូវបានឆ្លងកាត់បំពង់សម្ងួតដែលមានសារធាតុស៊ីលីកាជែលប្រែពណ៌ ស៊ីលីកាជែលដែលប្រែពណ៌ក្លាយជាខៀវបៃតងខ្ចី ហើយក្រដាសលីតមឹសពណ៌ខៀវនៅចុងបញ្ចប់នៃក្រដាសសាកល្បងសើមមិនផ្លាស់ប្តូរខ្លាំងទេ ដែលបង្ហាញថាឧស្ម័ន SO2 ដែលបង្កើតមាន។ វាត្រូវបានស្រូបយកទាំងស្រុងដោយគ្រាប់បាល់ស៊ីលីកាជែល ហើយមិនអាចគេចផុតឡើយ។
រូបភព។ 4 ការរុករកវិសាលភាពនៃការប្រើប្រាស់សារធាតុ silica gel desiccant — sulfur dioxide
យកផ្នែកមួយនៃគ្រាប់ silica gel ហើយដាក់វានៅក្នុងទឹកចម្រោះ។ បន្ទាប់ពីសមតុល្យពេញលេញ យកដំណក់ទឹកតិចតួចនៅលើក្រដាស litmus ពណ៌ខៀវ។ ក្រដាសធ្វើតេស្តមិនផ្លាស់ប្តូរខ្លាំងទេ ដែលបង្ហាញថាទឹកចម្រោះមិនគ្រប់គ្រាន់ដើម្បីរំលាយ SO2 ពីស៊ីលីកាជែលនោះទេ។ យកផ្នែកតូចមួយនៃគ្រាប់បាល់ស៊ីលីកាជែល ហើយកំដៅវានៅក្នុងបំពង់សាកល្បង។ ដាក់ក្រដាស litmus ពណ៌ខៀវសើមនៅមាត់បំពង់សាកល្បង។ ក្រដាស litmus ពណ៌ខៀវប្រែទៅជាពណ៌ក្រហមដែលបង្ហាញថាកំដៅធ្វើឱ្យឧស្ម័ន SO2 រលាយចេញពីគ្រាប់បាល់ស៊ីលីកាជែល ដូច្នេះធ្វើឱ្យក្រដាស litmus ប្រែពណ៌ក្រហម។ ការពិសោធន៍ខាងលើបង្ហាញថា ស៊ីលីកាជែលក៏មានឥទ្ធិពល adsorption ខ្លាំងលើ SO2 ឬ H2 SO3 ហើយមិនអាចប្រើសម្រាប់ការសម្ងួតឧស្ម័ន SO2 បានទេ។
2.4 ការរុករកវិសាលភាពនៃការប្រើប្រាស់សារធាតុ silica gel desiccant — កាបូនឌីអុកស៊ីត
ដូចដែលបានបង្ហាញក្នុងរូបភាពទី 5 សូលុយស្យុងសូដ្យូមប៊ីកាកាបូណាតដែលស្រក់ phenolphthalein លេចឡើងពណ៌ក្រហមស្រាល។ សូដ្យូមប៊ីកាកាបូណាតរឹងត្រូវបានកំដៅ ហើយល្បាយឧស្ម័នលទ្ធផលត្រូវបានឆ្លងកាត់បំពង់សម្ងួតដែលមានស្វ៊ែរស៊ីលីកាជែលស្ងួត។ ស៊ីលីកាជែលមិនផ្លាស់ប្តូរខ្លាំងទេ ហើយសូដ្យូមប៊ីកាបូណាតដែលស្រក់ជាមួយ phenolphthalein ស្រូបយក HCl ។ អ៊ីយ៉ុង cobalt នៅក្នុង silica gel ដែលប្រែពណ៌បង្កើតជាដំណោះស្រាយពណ៌បៃតងជាមួយ Cl- ហើយបន្តិចម្តងៗក្លាយជាគ្មានពណ៌ ដែលបង្ហាញថាមានឧស្ម័ន CO2 នៅចុងបញ្ចប់នៃបំពង់សម្ងួតរាងស្វ៊ែរ។ ស៊ីលីកាជែលពណ៌បៃតងស្រាលត្រូវបានដាក់ក្នុងទឹកចម្រោះ ហើយស៊ីលីកាជែលដែលប្រែពណ៌បន្តិចម្តងៗប្រែទៅជាពណ៌លឿង ដែលបង្ហាញថា HCl ដែលស្រូបយកដោយស៊ីលីកាជែលត្រូវបានរំលាយទៅក្នុងទឹក។ បរិមាណតិចតួចនៃដំណោះស្រាយ aqueous ខាងលើត្រូវបានបន្ថែមទៅសូលុយស្យុង silver nitrate acidified ដោយអាស៊ីត nitric ដើម្បីបង្កើតជា precipitate ពណ៌ស។ បរិមាណតិចតួចនៃដំណោះស្រាយ aqueous ត្រូវបានទម្លាក់នៅលើជួរដ៏ធំទូលាយនៃក្រដាសធ្វើតេស្ត pH ហើយក្រដាសសាកល្បងប្រែទៅជាពណ៌ក្រហមដែលបង្ហាញថាដំណោះស្រាយមានជាតិអាស៊ីត។ ការពិសោធន៍ខាងលើបង្ហាញថាស៊ីលីកាជែលមានការស្រូបយកឧស្ម័ន HCl ខ្លាំង។ HCl គឺជាម៉ូលេគុលប៉ូលខ្លាំង ហើយក្រុម hydroxyl នៅលើផ្ទៃនៃ silica gel ក៏មានបន្ទាត់រាងប៉ូលខ្លាំងផងដែរ ហើយទាំងពីរអាចបង្កើតជាចំណងអ៊ីដ្រូសែនអន្តរម៉ូលេគុល ឬមានអន្តរកម្ម dipole dipole ខ្លាំង ដែលបណ្តាលឱ្យមានកម្លាំងអន្តរម៉ូលេគុលខ្លាំងរវាងផ្ទៃស៊ីលីកា។ gel និង HCl ម៉ូលេគុល ដូច្នេះ silica gel មាន adsorption ខ្លាំងនៃ HCl ។ ដូច្នេះ ភ្នាក់ងារសម្ងួតស៊ីលីកុនមិនអាចត្រូវបានប្រើដើម្បីសម្ងួត HCl គេចចេញទេ ពោលគឺស៊ីលីកាជែលមិនស្រូបយក CO2 ឬគ្រាន់តែស្រូបយក CO2 មួយផ្នែកប៉ុណ្ណោះ។
រូបភព។ 5 ការរុករកវិសាលភាពនៃការប្រើប្រាស់សារធាតុស៊ីលីកាជែល - កាបូនឌីអុកស៊ីត
ដើម្បីបញ្ជាក់ពីការស្រូបយកស៊ីលីកាជែលទៅនឹងឧស្ម័នកាបូនឌីអុកស៊ីត ការពិសោធន៍ខាងក្រោមត្រូវបានបន្ត។ គ្រាប់បាល់ស៊ីលីកាជែលនៅក្នុងបំពង់សម្ងួតរាងស្វ៊ែរត្រូវបានយកចេញ ហើយផ្នែកនេះត្រូវបានបែងចែកទៅជាសូលុយស្យុងសូដ្យូមប៊ីកាបូណាតដែលស្រក់ phenolphthalein ។ ដំណោះស្រាយសូដ្យូមប៊ីកាបូណាតត្រូវបានលាបពណ៌។ នេះបង្ហាញថាស៊ីលីកាជែលស្រូបយកកាបូនឌីអុកស៊ីត ហើយបន្ទាប់ពីរលាយក្នុងទឹក កាបូនឌីអុកស៊ីតរលាយចូលទៅក្នុងសូលុយស្យុងសូដ្យូមប៊ីកាកាបូណាត ធ្វើឱ្យសូលុយស្យុងសូដ្យូមប៊ីកាបូណាតរលាយបាត់។ ផ្នែកដែលនៅសល់នៃគ្រាប់បាល់ស៊ីលីកូនត្រូវបានកំដៅក្នុងបំពង់សាកល្បងស្ងួត ហើយឧស្ម័នលទ្ធផលត្រូវបានបញ្ជូនទៅក្នុងដំណោះស្រាយនៃសូដ្យូមប៊ីកាកាបូណាតដែលស្រក់ជាមួយ phenolphthalein ។ មិនយូរប៉ុន្មាន សូលុយស្យុងសូដ្យូមប៊ីកាកាបូណាតបានផ្លាស់ប្តូរពីពណ៌ក្រហមស្រាលទៅជាគ្មានពណ៌។ នេះក៏បង្ហាញផងដែរថាស៊ីលីកាជែលនៅតែមានសមត្ថភាពស្រូបយកឧស្ម័ន CO2 ។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ កម្លាំងស្រូបយកសារធាតុស៊ីលីកាជែលនៅលើ CO2 គឺតូចជាង HCl, NH3 និង SO2 ហើយកាបូនឌីអុកស៊ីតអាចស្រូបយកបានតែផ្នែកខ្លះក្នុងអំឡុងពេលពិសោធន៍ក្នុងរូបភាពទី 5។ មូលហេតុដែលស៊ីលីកាជែលអាចស្រូបយកឧស្ម័នកាបូនិកបានមួយផ្នែកគឺទំនងជា ថាស៊ីលីកាជែល និង CO2 បង្កើតជាចំណងអ៊ីដ្រូសែនអន្តរម៉ូលេគុល Si — OH… O = C ។ ដោយសារតែអាតូមកាបូនកណ្តាលនៃ CO2 គឺជាកូនកាត់ sp ហើយអាតូមស៊ីលីកុននៅក្នុងស៊ីលីកាជែលគឺជាកូនកាត់ sp3 ម៉ូលេគុល CO2 លីនេអ៊ែរមិនសហការល្អជាមួយផ្ទៃនៃស៊ីលីកាជែល ដែលជាលទ្ធផលនៅក្នុងកម្លាំងស្រូបយកស៊ីលីកាជែលនៅលើកាបូនឌីអុកស៊ីតគឺទាក់ទងគ្នា តូច។
3.ការប្រៀបធៀបរវាងការរលាយនៃឧស្ម័នទាំងបួននៅក្នុងទឹក និងស្ថានភាពស្រូបយកនៅលើផ្ទៃនៃស៊ីលីកាជែល ពីលទ្ធផលពិសោធន៍ខាងលើ គេអាចមើលឃើញថាស៊ីលីកាជែលមានសមត្ថភាពស្រូបយកអាម៉ូញាក់ អ៊ីដ្រូសែនក្លរួ និងស៊ុលហ្វួឌីអុកស៊ីត ប៉ុន្តែ កម្លាំងស្រូបយកកាបូនឌីអុកស៊ីតតូចមួយ (សូមមើលតារាងទី 1) ។ នេះគឺស្រដៀងគ្នាទៅនឹងការរលាយនៃឧស្ម័នទាំងបួននៅក្នុងទឹក។ នេះប្រហែលជាដោយសារតែម៉ូលេគុលទឹកមានផ្ទុកអ៊ីដ្រូសែន-OH ហើយផ្ទៃនៃស៊ីលីកាជែលក៏សម្បូរទៅដោយអ៊ីដ្រូស៊ីលផងដែរ ដូច្នេះការរលាយនៃឧស្ម័នទាំងបួននេះនៅក្នុងទឹកគឺស្រដៀងទៅនឹងការស្រូបយករបស់វាទៅលើផ្ទៃស៊ីលីកាជែល។ ក្នុងចំណោមឧស្ម័នទាំងបីនៃឧស្ម័នអាម៉ូញាក់ អ៊ីដ្រូសែនក្លរួ និងស្ពាន់ធ័រឌីអុកស៊ីត ស្ពាន់ធ័រឌីអុកស៊ីតមានភាពរលាយតិចបំផុតក្នុងទឹក ប៉ុន្តែបន្ទាប់ពីត្រូវបានស្រូបយកដោយស៊ីលីកាជែល វាគឺជាការពិបាកបំផុតក្នុងការរំលាយក្នុងចំណោមឧស្ម័នទាំងបី។ បន្ទាប់ពីស៊ីលីកាជែលស្រូបយកអាម៉ូញាក់ និងអ៊ីដ្រូសែនក្លរួ វាអាចត្រូវបានរំលាយដោយទឹកសារធាតុរំលាយ។ បន្ទាប់ពីឧស្ម័នស៊ុលហ្វួឌីអុកស៊ីតត្រូវបានស្រូបយកដោយស៊ីលីកាជែល វាពិបាកក្នុងការបន្សាបដោយទឹក ហើយត្រូវតែត្រូវបានកំដៅរហូតដល់ការជ្រាបចេញពីផ្ទៃនៃស៊ីលីកាជែល។ ដូច្នេះការស្រូបយកឧស្ម័ន 4 នៅលើផ្ទៃនៃស៊ីលីកាជែលត្រូវតែត្រូវបានគណនាតាមទ្រឹស្តី។
4 ការគណនាទ្រឹស្តីនៃអន្តរកម្មរវាងស៊ីលីកាជែល និងឧស្ម័នចំនួនបួនត្រូវបានបង្ហាញនៅក្នុងកម្មវិធី ORCA quantumization [4] ក្រោមក្របខ័ណ្ឌនៃទ្រឹស្តីមុខងារដង់ស៊ីតេ (DFT) ។ វិធីសាស្ត្រ DFT D/B3LYP/Def2 TZVP ត្រូវបានប្រើដើម្បីគណនារបៀបអន្តរកម្ម និងថាមពលរវាងឧស្ម័នផ្សេងៗគ្នា និងស៊ីលីកាជែល។ ដើម្បីងាយស្រួលក្នុងការគណនា សារធាតុ silica gel ត្រូវបានតំណាងដោយម៉ូលេគុលអាស៊ីត tetrameric orthosilicic ។ លទ្ធផលនៃការគណនាបង្ហាញថា H2 O, NH3 និង HCl ទាំងអស់អាចបង្កើតជាចំណងអ៊ីដ្រូសែនជាមួយក្រុម hydroxyl នៅលើផ្ទៃនៃ silica gel (សូមមើលរូបភាព 6a ~ c) ។ ពួកវាមានថាមពលភ្ជាប់យ៉ាងរឹងមាំនៅលើផ្ទៃស៊ីលីកាជែល (សូមមើលតារាងទី 2) ហើយត្រូវបានស្រូបយកបានយ៉ាងងាយស្រួលលើផ្ទៃស៊ីលីកាជែល។ ដោយសារថាមពលភ្ជាប់នៃ NH3 និង HCl គឺស្រដៀងទៅនឹង H2 O ការលាងទឹកអាចនាំអោយមានការរលាយនៃម៉ូលេគុលឧស្ម័នទាំងពីរនេះ។ សម្រាប់ម៉ូលេគុល SO2 ថាមពលភ្ជាប់របស់វាគឺត្រឹមតែ -17.47 kJ/mol ដែលតូចជាងម៉ូលេគុលទាំងបីខាងលើ។ ទោះបីជាយ៉ាងណាក៏ដោយ ការពិសោធន៍បានបញ្ជាក់ថា ឧស្ម័ន SO2 ត្រូវបានស្រូបយកបានយ៉ាងងាយនៅលើស៊ីលីកាជែល ហើយសូម្បីតែការបោកគក់ក៏មិនអាចរំលាយវាបានដែរ ហើយមានតែកំដៅប៉ុណ្ណោះដែលអាចធ្វើឱ្យ SO2 គេចផុតពីផ្ទៃស៊ីលីកាជែលបាន។ ដូច្នេះហើយ យើងបានទាយថា SO2 ទំនងជាផ្សំជាមួយ H2 O លើផ្ទៃនៃស៊ីលីកាជែលដើម្បីបង្កើតជាប្រភាគ H2 SO3 ។ រូបភាពទី 6e បង្ហាញថាម៉ូលេគុល H2 SO3 បង្កើតជាចំណងអ៊ីដ្រូសែនបីជាមួយអាតូមអ៊ីដ្រូសែន និងអុកស៊ីហ៊្សែននៅលើផ្ទៃនៃស៊ីលីកាជែលក្នុងពេលតែមួយ ហើយថាមពលភ្ជាប់គឺខ្ពស់រហូតដល់ -76.63 kJ/mol ដែលពន្យល់ពីមូលហេតុដែល SO2 ស្រូបយកនៅលើ ស៊ីលីកាជែលគឺពិបាកក្នុងការគេចចេញពីទឹក។ CO2 ដែលមិនមានរាងប៉ូលមានសមត្ថភាពចងខ្សោយបំផុតជាមួយស៊ីលីកាជែល ហើយអាចស្រូបយកបានតែផ្នែកខ្លះដោយស៊ីលីកាជែលប៉ុណ្ណោះ។ ទោះបីជាថាមពលភ្ជាប់នៃ H2 CO3 និង silica gel ក៏ឈានដល់ -65.65 kJ / mol អត្រាបំប្លែង CO2 ទៅ H2 CO3 មិនខ្ពស់ទេ ដូច្នេះអត្រាស្រូបយក CO2 ក៏ត្រូវបានកាត់បន្ថយផងដែរ។ វាអាចត្រូវបានគេមើលឃើញពីទិន្នន័យខាងលើថាប៉ូលនៃម៉ូលេគុលឧស្ម័នមិនមែនជាលក្ខណៈវិនិច្ឆ័យតែមួយគត់ដើម្បីវិនិច្ឆ័យថាតើវាអាចត្រូវបានស្រូបយកដោយស៊ីលីកាជែលទេ ហើយចំណងអ៊ីដ្រូសែនដែលបង្កើតឡើងជាមួយនឹងផ្ទៃស៊ីលីកាជែលគឺជាហេតុផលចម្បងសម្រាប់ការស្រូបយកមានស្ថេរភាពរបស់វា។
សមាសភាពនៃស៊ីលីកាជែលគឺ SiO2 ·nH2 O ដែលជាផ្ទៃដ៏ធំនៃស៊ីលីកាជែល និងក្រុម hydroxyl ដ៏សម្បូរបែបនៅលើផ្ទៃធ្វើឱ្យស៊ីលីកាជែលអាចត្រូវបានប្រើជាម៉ាស៊ីនសម្ងួតគ្មានជាតិពុលជាមួយនឹងដំណើរការល្អឥតខ្ចោះ ហើយត្រូវបានគេប្រើយ៉ាងទូលំទូលាយក្នុងផលិតកម្ម និងជីវិត។ . នៅក្នុងក្រដាសនេះ វាត្រូវបានបញ្ជាក់ពីទិដ្ឋភាពពីរនៃការពិសោធន៍ និងការគណនាទ្រឹស្តីដែលស៊ីលីកាជែលអាចស្រូបយក NH3, HCl, SO2, CO2 និងឧស្ម័នផ្សេងទៀតតាមរយៈចំណងអ៊ីដ្រូសែនអន្តរម៉ូលេគុល ដូច្នេះស៊ីលីកាជែលមិនអាចប្រើសម្រាប់ការសម្ងួតឧស្ម័នទាំងនេះបានទេ។ សមាសភាពនៃស៊ីលីកាជែលគឺ SiO2 ·nH2 O ដែលជាផ្ទៃដ៏ធំនៃស៊ីលីកាជែល និងក្រុម hydroxyl ដ៏សម្បូរបែបនៅលើផ្ទៃធ្វើឱ្យស៊ីលីកាជែលអាចត្រូវបានប្រើជាម៉ាស៊ីនសម្ងួតគ្មានជាតិពុលជាមួយនឹងដំណើរការល្អឥតខ្ចោះ ហើយត្រូវបានគេប្រើយ៉ាងទូលំទូលាយក្នុងផលិតកម្ម និងជីវិត។ . នៅក្នុងក្រដាសនេះ វាត្រូវបានបញ្ជាក់ពីទិដ្ឋភាពពីរនៃការពិសោធន៍ និងការគណនាទ្រឹស្តីដែលស៊ីលីកាជែលអាចស្រូបយក NH3, HCl, SO2, CO2 និងឧស្ម័នផ្សេងទៀតតាមរយៈចំណងអ៊ីដ្រូសែនអន្តរម៉ូលេគុល ដូច្នេះស៊ីលីកាជែលមិនអាចប្រើសម្រាប់ការសម្ងួតឧស្ម័នទាំងនេះបានទេ។
៣
រូបភព។ 6 របៀបអន្តរកម្មរវាងម៉ូលេគុលផ្សេងគ្នា និងផ្ទៃស៊ីលីកាជែលដែលគណនាដោយវិធីសាស្ត្រ DFT
ពេលវេលាផ្សាយ៖ ១៤-វិច្ឆិកា-២០២៣
