Põhiline erinevus kolloidse ränidioksiidi ja reaktiivse ränidioksiidi vahel on see, et kolloidne ränidioksiid on räni polümeerne vorm, samas kui reaktiivne ränidioksiid on räni mittepolümeerne vorm.
Ränidioksiid ehk ränidioksiid on kristalne ühend, mida leidub enamikus kivimites, mineraalides ja liivas. See aine tekib siis, kui räni ja hapnik reageerivad üksteise ja mõne teise metalli või mineraaliga. Tavaliselt on veevarustuses olev ränidioksiid kahel kujul: reaktiivne ränidioksiid ja kolloidne ränidioksiid.
Mis on kolloidne ränidioksiid?
Kolloidne ränidioksiid on ränidioksiidi osakeste suspensioon vedelas faasis. Selle suspensiooni ränidioksiidi struktuuri võib kirjeldada kui amorfseid, mittepoorseid ja tavaliselt sfäärilisi ränidioksiidi osakesi. Kui ränidioksiidi osakesed on vees, on kolloidse ränidioksiidi veega kokkupuutes pind kaetud siloksaansidemete ja silanoolrühmadega. Seetõttu võime kirjeldada kolloidset ränidioksiidi kui hüdrofiilset ainet, mis on võimeline moodustama vesiniksidemeid.
Joonis 01: ränidioksiidi osakeste pind vees
Saame valmistada kolloidset ränidioksiidi mitmeetapilise protsessiga, mille käigus leelisilikaadi lahus neutraliseeritakse osaliselt, mis viib ränidioksiidi tuumade moodustumiseni. Üldiselt on ränidioksiidi osakeste subühikud suurusvahemikus 1 kuni 5 nm. Nende subühikute kombinatsioon sõltub kolloidses suspensioonis esinevatest polümerisatsioonitingimustest. Vesi-klaasi lahuse (naatriumsilikaadi lahus) esialgne hapestamine annab aga ränihüdroksiidi Si(OH)4.
Kui lisame kolloidsele ränidioksiidi suspensioonile soola (või kui pH langetatakse alla 7), kipuvad suspensioonis olevad ränidioksiidi osakesed omavahel kokku sulama, moodustades ahelaid. Seda toodet nimetatakse silikageeliks. Kui aga hoida pH-d veidi aluselise poole peal (üle pH=7), siis jäävad ränidioksiidi osakesed eralduma ja kipuvad tasapisi kasvama. Seda tüüpi ränidioksiidi võime nimetada sadestunud ränidioksiidiks või ränidioksiidi soolteks.
Kolloidsel ränidioksiidil on palju erinevaid rakendusi, sealhulgas paberitootmine, kus seda kasutatakse äravoolu abivahendina, nanomeditsiini tootmisel, kõrgtemperatuursete sideainete tootmisel, investeeringuvalamisel, isekopeeruval paberil, katalüüsil, niiskuse absorbendina, jne
Mis on reaktiivne ränidioksiid?
Reaktiivne ränidioksiid on mis tahes monomeerne ränidioksiid, sealhulgas räni ioniseeritud vormid ja potentsiaalselt mis tahes lahustunud dimeer. Teisisõnu, reaktiivne ränidioksiid on ränidioksiidi mittepolümeerne vorm. Reaktiivse ränidioksiidi eemaldamiseks veevarustusest saame kasutada erinevaid meetodeid. Sellised meetodid hõlmavad lubja pehmendamist, ioonivahetust, pöördosmoosi, ultrafiltreerimist ja elektrokoagulatsiooni.
Joonis 02: Veevarustuspaak
Parim meetod reaktiivse ränidioksiidi eemaldamiseks veest on aga pöördosmoos, kuna see meetod hõlmab raua, väävli ja mangaani oksüdeerimist, kloori ja klooramiini eemaldamist jne. Kui veevarustus sisaldab ainult kolloidset ränidioksiidi, parim viis selle eemaldamiseks on ultrafiltreerimine.
Mis vahe on kolloidsel ränidioksiidil ja reaktiivsel ränidioksiidil?
Kolloidne ja reaktiivne ränidioksiid on kaks veevarustuses leiduvat räni. Peamine erinevus kolloidse ränidioksiidi ja reaktiivse ränidioksiidi vahel on see, et kolloidne ränidioksiid on räni polümeerne vorm, samas kui reaktiivne ränidioksiid on räni mittepolümeerne vorm. Teisisõnu, kolloidne ränidioksiid on väga mittereaktiivne, samas kui reaktiivne ränidioksiid on väga reaktsioonivõimeline ning kipub läbima polümerisatsiooni ja muid keemilisi reaktsioone.
All infograafika esitab tabelina kokkuvõtte kolloidse ränidioksiidi ja reaktiivse ränidioksiidi erinevuste kohta.
Kokkuvõte – kolloidne ränidioksiid vs reaktiivne ränidioksiid
Kolloidne ja reaktiivne ränidioksiid on kaks veevarustuses leiduvat räni. Peamine erinevus kolloidse ränidioksiidi ja reaktiivse ränidioksiidi vahel on see, et kolloidne ränidioksiid on räni polümeerne vorm, samas kui reaktiivne ränidioksiid on räni mittepolümeerne vorm.
