Tipos de desecantes Desecantes comúnmente utilizados: Los desecantes usados comúnmente incluyen la arcilla montmorillonita, el gel de sílice, sulfato de calcio, cloruro de calcio, y tamices moleculares. Desecantes de arcilla. Desecantes de arcilla son substancias no peligrosas que absorben la humedad y están creadas a través del secado de arcilla aluminosilicato con calcio (bentonita). Esta arcilla montmorilonita ocurre en la naturaleza, tiene afinidad a la humedad, es inerte químicamente y no es corrosivo. La estructura en capas del desecante de arcilla atrae y absorbe la humedad y la mantiene atrapada entre sus capas. La arcilla es el desecante más barato y altamente eficaz dentro de un rango de temperatura y humedad relativa normal. Se utiliza frecuentemente en la industria que requiere control de humedad. La arcilla puede absorber hasta 28% de su propio peso en vapor de agua a 77°F (25°C) y 80% de humedad relativa. A capacidad máxima de vapor de humedad, Desi Pak permanece seco y sólido. No hay cambio aparente en su tamaño, forma o textura. La arcilla trabaja satisfactoriamente en temperaturas menores de 120°F (49°C). A una temperatura mayor, existe la posibilidad de que la arcilla suelte humedad en ves de atraerla (gel de silicio y tamiz molecular son desecantes adecuados para temperaturas más altas). Por lo tanto, deben anticiparse las condiciones de almacenaje y transporte cuando considere utilizar arcilla. Desi Pak® es el nombre comercial de la arcilla empaquetada (bolsas y sobres) Caracteristicas del desecante de arcilla. El desecante Desi Pakes una arcilla de montmorilonita químicamente inerte, neutra y no corrosiva. La estructura en capas de esta montmorilonita atrae y une las moléculas de agua a su vasta superficie interior y exterior. Incluso a capacidad de vapor de agua completa, Desi Pak permanece seco y fluye libremente. No existe ningún cambio aparente en el tamaño, forma o textura del desecante. La capacidad de adsorción de Desi Pak es considerable incluso a niveles bajos de humedad y aumenta cuando hay un incremento de la humedad relativa (Prueba 1). El nivel de adsorción es lo suficientemente alto para la mayoría de las aplicaciones a niveles de humedad bajos (Prueba 2). A niveles de humedad altos, Desi Pak acepta la humedad de manera mucho más lenta que Sorb-Ity Tri-Sorb, lo que hace que la manipulación sea menos problemática (Prueba 3). La capacidad de adsorción de Desi Pak en función de la temperatura permanece constante en condiciones de humedad relativa constante entre 20º y 50º C (Prueba 4). Los productos Desi Pak pueden reactivarse fácilmente para distintos usos.
Desecante de gel de sílice.
Gel de Silicio es dióxido de silicio (SiO2), un tipo amorfo de silicio el cual es fabricado con sodio de silicato y ácido sulfúrico. Es un mineral que surge de la naturaleza y es purificado y procesado en forma granular. Al igual que el desecante de arcilla, gel de silicio también es químicamente inerte y no es corrosivo. Al igual que una esponja, los poros interconectados del gel de silicio forman una superficie que atrae y absorbe agua y vapor, permitiendo que el gel de silicio absorba cerca de 40% de su peso en vapor de agua al estar al 100% de capacidad. Como desecante, gel de silicio tiene poros con un tamaño promedio de 24 angstromios. Gel de silicio atrae humedad a temperaturas hasta 220°F (104°C). Al paso que la temperatura incrementa sobre 100°F (38°C), el ritmo el cual absorbe la humedad va disminuyendo aunque el gel de silicio siga trabajando. El gel de silicio funciona mejor en temperaturas ambientales entre 70°F a 90°F (21°C a 32°C) y en humedad relativa entre 60% y 90%. Sorb-It® es el nombre comercial del gel de silicio empaquetado (bolsas, sobres y cartuchos). Caracteristicas del gel sílice es un dióxido de silicio amorfo altamente poroso. Une las moléculas de agua en sus canales que se cortan de manera aleatoria, los que tienen varios diámetros. El material permanece seco y fluye libremente, incluso después de quedar completamente saturado con el vapor de agua. La capacidad de adsorción es relativamente pequeña a niveles de humedad bajos, pero aumenta si también aumenta la humedad (Prueba 1). El nivel de adsorción es lo suficientemente alto para la mayoría de las aplicaciones en condiciones de humedad baja (Prueba 2). A niveles de humedad altos, Sorb-It acepta la humedad de manera mucho más rápida que Desi Pak, lo que se debe tomar en cuenta al manipular el material (Prueba 3). La capacidad de adsorción de Sorb It en función de la temperatura disminuye levemente en condiciones de humedad relativa constante entre 20º y 50º C (Prueba 4). Los productos Sorb-It pueden reactivarse fácilmente para distintos usos. Sorb-It también se encuentra disponible como un gel indicador, impregnado de un indicador que muestra de manera visual el estado de saturación del gel de sílice.
Dentro de este tipo de desecante existen una amplia gama de desecantes pertenecientes al gel sílice como lo son: 1.- Gel de sílice de poro fino TS6 El gel de sílice de poro fino es de color blanquecino, semitransparente y de aspecto cristalino. Se usa principalmente como desecante, a prueba de humedad, como inhibidor del óxido, así también como portador de catálisis y en el refinado por deshidratación de productos orgánicos. 2.- Gel de sílice macro poroso TS1 El gel de sílice TS1 es una masa dura de color blanco lechoso, en forma de gránulos o esferas en varios tamaños, de poros anchos y con un aspecto cristalino.
La capacidad de absorción del gel de sílice macro poroso TS1 puede llegar por encima del 80% bajo humedad relativa saturada, pero es mucho menor que la del gel de sílice de poro fino cuando la humedad es baja. Se utiliza principalmente como portador de catálisis y realiza la función de absorción selectiva de diversas mezclas tanto en líquidos como en gases, absorbiendo los elementos perjudiciales en el agua, los polímeros y el ácido orgánico en aceites aislantes. También es utilizado para la deshidratación y purificación de gases industriales y en la industria de la fermentación. 3.- Gel de sílice con indicador azul TSO El gel de sílice azul está constituido por gel de sílice de poro fino y cloruro de cobalto (indicador). Como su nombre indica es de color azul y de aspecto cristalino. Como agente higroscópico, no solo tiene la función de absorber la humedad, sino que además se decolora variablemente del azul al rosa de acuerdo con la cantidad de humedad absorbida, indicando así la variación de humedad en el medio o entre los paquetes sellados. También se puede utilizar conjuntamente con el gel de sílice de poro fino. 4.- Gel de sílice con indicador naranja WG-2 Este tipo de gel de sílice se elabora en dos tipos: Morado y Naranja, y poseen las mismas características y funciones del gel de sílice azul. El principal ingrediente es el dióxido de silicio y al no contener cloruro de cobalto lo convierte en un producto inofensivo y libre de ningún tipo de contaminación, conservando los cambios de color según la cantidad de humedad absorbida que caracteriza al gel de sílice con indicador. Principalmente se utiliza como absorbente con indicador de humedad en instrumentos de precisión, en medicina, en el proceso químico de la gasolina, en comestibles, ropa, piel, aparatos eléctricos, industria de gases y otros.... 5.- Sílice coloidal SILICA SOL Sílica sol, también conocido por hidrosol de sílice, es una solución coloidal de alta hidratación molecular de partículas de sílice dispersas en agua. Es inodoro, insípido y no tóxico. Su fórmula química molecular es mSiO2 nH2 O. 6.- Gel de sílice FNG Este tipo de gel de sílice tiene una forma de gránulos blancos de aspecto de gota y están elaborados por gel de sílice de poro fino, gel de sílice macro poroso y gel de sílice TYPE B. 7.- Gel de sílice TYPE B El aspecto de este gel de sílice es esférico, de color blanco lechoso y translúcido.
Su estructura molecular se encuentra entre el gel de sílice de poro fino y el gel de sílice macro poroso. Se utiliza principalmente como absorbente de líquidos, desecante y portador de perfume. 8.- Gel de sílice para lechos de animales (arena para gatos). Se utiliza principalmente par lecho de gatos, perros y otras mascotas. Su característica de rápida absorción y eliminación del olor hace que la cama se mantenga limpia por más tiempo. Sulfato de calcio. Es un desecante neutro, de eficacia parecida al pentoxido de fosforo, es regenerable. Solo toma hasta un 6,6% de su peso en agua. Antes de su uso se debe emplear un desecante preliminar. Se activa calentando a 250°C durante 6 horas. El sulfato de calcio se puede obtener a partir de yeso calcinado a 240-250°C durante 3-4 horas. Es sulfato de calcio anhidro y mineral que absorbe hasta el 14% de su propio peso en agua. Se regenera al calor y se puede usar una y otra vez. No es corrosivo o venenoso. Disponibles en frasco de 450g ó 2.2Kg. Tamaño 8 mesh. Especificanciones técnicas. Ideal para proteger material higroscópico. Malla numero 8 (8 granos por cada 2.5cm). Se puede usar para gases, aire, refrigerantes, líquidos orgánicos y sólidos. Para regenerar se tiene que calentar en un plancha extendido a 218°C por una hora mínimo. Características Sulfato de calcio hemidrato, que puede incluir como constituyentes naturales arcillas y carbonatos, así como aditivos. Especialmente indicado para reparaciones de fisuras y enlucidos de paredes. Producto de empleo sin mezcla de otros añadidos (arena, etc.).
Cloruro de calcio. Se emplea para cargar desecadores. Deseca rápidamente, aunque no por completo. El cloruro de calcio contiene cal libre. Forma combinaciones con los alcoholes, amoniacos, aminas, algunos esteres y cetonas. Se emplea para desecar hidrocarburos alifáticos y aromáticos, éteres derivados y derivados halogenados. No se emplea para alcoholes y aminas que con el desecante forman compuestos de adición. El cloruro de calcio anhidro (CaCl2) es un deshidratante barato a pesar de que no es demasiado eficaz y es bastante lento. Puede reaccionar con alcoholes, fenoles, amidas y compuestos que contienen carbonilos, propiedad que se utiliza a veces para eliminar trazas de alcohol de un disolvente. El cloruro de calcio dentro de un tubo de vidrio (tubo de CaCl2) se utiliza también para evitar la entrada de humedad y mantener la atmosfera seca durante el transcurso de una reacción.
Tamiz molecular Los tamices moleculares se usan ampliamente en la industria del petróleo, especialmente para la purificación de corrientes de gas, y en los laboratorios de química para separar compuestos y para el desecado de los reactivos. El mercurio que contiene el gas natural es extremadamente perjudicial para las tuberías de aluminio y otras partes de los equipos de licuefacción, por lo que se emplea gel de sílice en este caso. Un tamiz molecular es una substancia que contiene poros de medida precisa y uniforme que se utiliza como adsorbente de gases y líquidos. Moléculas suficientemente pequeñas, como el agua, pueden entrar en los poros y quedar adsorbidas, mientras que las más grandes no. Por eso una de las aplicaciones de los tamices moleculares es como deshidratante y para mantener los disolventes secos.
Los tamices moleculares más habituales son aluminosilicatos de calcio y sodio, especialmente tratados y que tienen poros de tamaño definido, siendo los más comunes los de 3, 4 i 5 Å. Los tamices de 3 Å, por ejemplo, adsorben helio, neón, nitrógeno y agua. Los de 4 Å adsorben argón, kriptón, xenón, amoníaco, monóxido de carbono, dióxido de carbono y alcanos pequeños, como el eteno, mientras que los de 5 Å retienen alcanos más grandes, con esqueletos C3-C14. Son muy eficaces y de alta capacidad desecante, pero son relativamente lentos y más caros que otros deshidratantes. Generalmente se pueden regenerar calentando a 350 °C al vacío. Son desecantes ideales cuando es necesario absorber humedad con gran rapidez: los tamices moleculares poseen características de absorción únicas: - Absorben las moléculas basándose en el principio de la diferencia de polaridad debida a la atracción electroestática. - Poseen una estructura porosa uniforme que permite la separación de las moléculas por tamaño.
INFORMACION APARTE…. 8.2.4.1 Desecantes para desecadores 8.2.4.2 Desecantes para disoluciones 8.2.4.3 Otros desecantes 8.2.4.4 Tamices moleculares Las sustancias desecantes se escogen de acuerdo con la muestra que se quiere secar y pueden ser ácidas, neutras o básicas.
Los desecantes más frecuentes y sus características principales son: 8.2.4.1 Desecantes para desecadores El óxido de fósforo(V) (P2O5) es el desecante corriente más eficaz y se utiliza mucho en los desecadores para eliminar el agua de las muestras a pesar de ser el más caro. Forma ácido fosfórico. Los hidróxidos de sodio o potasio (NaOH o KOH) son económicos, rápidos y eficaces (más que el CaCl2). Son buenos deshidratantes de líquidos muy básicos como las aminas. También se utilizan en los desecadores para eliminar restos de ácidos. El gel de sílice (SiO2 tratado de manera especial) es uno de los desecantes de uso más frecuente en desecadores. Actúa por adsorción, o sea, superficialmente. Es eficaz y relativamente barato, sobre todo si se tiene en cuenta que se puede regenerar por calentamiento. Los gránulos de gel de sílice suelen contener una sal de cobalto (de color azul en forma anhidra y rosa cuando está hidratada), cosa que permite observar su estado de hidratación. La parafina se utiliza por su afinidad y capacidad de adsorción de disolventes apolares (hexano, benceno, etc.). El ácido sulfúrico (H2SO4) es barato, rápido y eficaz como deshidratante. 8.2.4.2 Desecantes para disoluciones El sulfato de sodio anhidro (Na2SO4) tiene una gran capacidad deshidratante (forma una sal heptahidratada) y es económico, pero lento. Por encima de los 30 °C el heptahidrato se rompe y su capacidad para secar se reduce a la mitad. Presenta la ventaja, en primer lugar, de que al ser granular se puede decantar y no hace falta filtrar y, en segundo lugar, por su aspecto se puede saber la cantidad que se ha de añadir (tiene tendencia a aglomerarse en el fondo del recipiente cuando hay un exceso de agua). Se utiliza para secar disoluciones de productos orgánicos. El cloruro de calcio anhidro (CaCl2) es un deshidratante barato a pesar de que no es demasiado eficaz y es bastante lento. Puede reaccionar con alcoholes, fenoles, amidas y compuestos que contienen carbonilos, propiedad que se utiliza a veces para eliminar trazas de alcohol de un disolvente. El cloruro de calcio dentro de un tubo de vidrio (tubo de CaCl2) se utiliza también para evitar la entrada de humedad y mantener la atmosfera seca durante el transcurso de una reacción. El sulfato de magnesio anhidro (MgSO4) se utiliza prácticamente igual que el sulfato de sodio. También es económico, rápido y de gran capacidad deshidratante. La principal diferencia entre los sulfatos de sodio y de magnesio es que este último reacciona como un ácido de Lewis y que la rapidez de secado es más grande que la del sulfato de sodio. 8.2.4.3 Otros desecantes El óxido de bario (BaO) o el de calcio (CaO) con agua forman Ba(OH)2 o Ca(OH)2. No se pueden utilizar con disolventes sensibles a las bases. Son lentos pero eficientes.
El hidruro de calcio (CaH2) forma H2 y Ca(OH)2 con el agua. Es un deshidratante muy eficaz para secar disolventes, pero no se puede utilizar con los compuestos halogenados o con aquellos que contienen grupos reactivos como los aldehídos. La drierita o sulfato de calcio anhidro (CaSO4) es un desecante rápido, pero de poca capacidad desecante (se agota rápidamente). Se puede regenerar por calentamiento. La anhidrona o perclorato de magnesio anhidro [Mg(ClO4)2] se aplica sobre todo en química inorgánica, a pesar de que es bastante caro. El carbonato de potasio (K2CO3) es también un deshidratante eficaz que tiene una alta capacidad desecante y es relativamente barato. Como es un reactivo básico no puede emplearse para secar substancies ácidas. El tetrahidruroaluminato de litio (hidruro de aluminio y litio) forma H2, LiOH y Al(OH)3 con agua. Se debe utilizar solo con disolventes inertes porque reaccionan con una gran variedad de grupos orgánicos. Puede descomponerse explosivamente si se calienta. El sodio forma H2 y NaOH con agua. Solo se puede utilizar con disolventes inertes y explota con disolventes orgánicos halogenados. Normalmente se utiliza juntamente con la benzofenona para dar soluciones azules que indican la ausencia de agua y oxigeno. 8.2.4.4 Tamices moleculares Un tamiz molecular es una substancia que contiene poros de medida precisa y uniforme que se utiliza como adsorbente de gases y líquidos. Moléculas suficientemente pequeñas, como el agua, pueden entrar en los poros y quedar adsorbidas, mientras que las más grandes no. Por eso una de las aplicaciones de los tamices moleculares es como deshidratante y para mantener los disolventes secos. Los tamices moleculares más habituales son aluminosilicatos de calcio y sodio, especialmente tratados y que tienen poros de tamaño definido, siendo los más comunes los de 3, 4 i 5 Å. Los tamices de 3 Å, por ejemplo, adsorben helio, neón, nitrógeno y agua. Los de 4 Å adsorben argón, kriptón, xenón, amoníaco, monóxido de carbono, dióxido de carbono y alcanos pequeños, como el eteno, mientras que los de 5 Å retienen alcanos más grandes, con esqueletos C3-C14. Son muy eficaces y de alta capacidad desecante, pero son relativamente lentos y más caros que otros deshidratantes. Generalmente se pueden regenerar calentando a 350 °C al vacío.
