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Siehe auch: Siliziumdioxid, Wasserglas, Kieselsäuren 
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Kieselgel

Autor: Hans Lohninger

CAS-Nr.63231-67-4
FormelSiO2·x H2O
Molmasse-
Schmelzpunkt-
Siedepunkt-
Dichte0.72 g/cm3
Brechungsindex1.45

Silicagel ist gallertartig und besteht aus über Sauerstoffbrücken vernetzten, kugelförmigen Polykieselsäuren. Es enthält zahlreiche wassergefüllte Poren. Durch Trocknen bei erhöhter Temperatur erhält man hartes Kieselgel ("Xerogel"), das sich aufgrund der großen Oberfläche (rund 500-1000 m2/g) hervorragend zur Adsorption von Dämpfen aus der Luft oder auch zum Trocknen fester Substanzen im Exsiccator eignet. Setzt man dem Kieselgel Cobaltchlorid zu, so zeigt der Farbumschlag von blau (wasserfreies Cobaltchlorid) nach rosa (CoCl26 H2O) an, dass das Kieselgel bereits mit Wasser gesättigt ist und durch Ausheizen im Trockenschrank wieder für den nächsten Einsatz getrocknet werden muss.

Neben seinem Einsatz als Trocknungsmittel findet Silicagel zahlreiche Anwendungen in der Industrie, z.B. in chromatographischen Säulen, als Trägermaterial für Katalysatoren, als Mattierungsmittel in beschichteten Oberflächen oder auch als Scheuermittel. Der Jahresweltverbrauch an Kieselgel ist größer als 150000 Tonnen.

Herstellung
Silicagel wird durch Ansäuern einer wässrigen Natriumsilikat-Lösung (Wasserglas) erzeugt. Die Neutralisierung des Natriumsilikats startet die Polymerisation der Silikat-Tetraeder, die in einer amorphen und zufälligen Form erfolgt. Dies erzeugt im ersten Schritt kugelförmige Mizellen in der Größe von drei bis fünf Nanometer. Im Zuge der weiteren Polymerisation wachsen die Mizellen zusammen und bilden durch Cross-Linking ein Hydrogel das im weiteren Verlauf fest wird.

Beim Trocknen des festen Gels bei 120°C entwässert es unter Schrumpfung und es entsteht das oben erwähnte Xerogel. Unterdrückt man hingegen die Schrumpfung während des Trocknungsprozesses, so entsteht ein sehr leichtes Aerogel (typ. Dichte ca. 0.1 g/cm3), das eine sehr gute Wärmeisolsation zeigt und z.B. als Trägermaterial in Katalysatoren eingesetzt wird.



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Last Update: 2013-08-08