En production et dans la vie courante, le gel de silice peut être utilisé pour sécher l'azote (N₂), l'air, l'hydrogène, le gaz naturel [1], etc. Selon leur acidité ou leur alcalinité, les dessiccants se classent en trois catégories : acides, alcalins et neutres [2]. Le gel de silice apparaît comme un dessiccant neutre capable de sécher l'ammoniac (NH₃), l'acide chlorhydrique (HCl), le sulfate de sodium (SO₂), etc. Cependant, d'un point de vue fondamental, le gel de silice est composé de molécules d'acide orthosilicique déshydratées de manière intermoléculaire tridimensionnelle. Son corps principal est constitué de SiO₂, et sa surface est riche en groupes hydroxyle (voir figure 1). L'absorption d'eau par le gel de silice est due à la formation de liaisons hydrogène intermoléculaires entre les groupes hydroxyle du silicium présents en surface et les molécules d'eau. Il adsorbe ainsi l'eau et joue un rôle de dessiccant. Le gel de silice à changement de couleur contient des ions cobalt. Une fois la saturation en eau atteinte, ces ions cobalt s'hydratent, ce qui explique le changement de couleur du gel de silice, initialement bleu, vers le rose. Après chauffage du gel de silice rose à 200 °C pendant un certain temps, les liaisons hydrogène entre le gel de silice et les molécules d'eau se rompent, et le gel de silice décoloré redevient bleu. Ainsi, le schéma structurel de l'acide silicique et du gel de silice peut être réutilisé, comme illustré sur la figure 1. Par ailleurs, la surface du gel de silice étant riche en groupes hydroxyle, elle peut également former des liaisons hydrogène intermoléculaires avec NH₃ et HCl, etc. Il semble donc impossible qu'il agisse comme dessiccant pour NH₃ et HCl, et aucune étude à ce sujet n'a été publiée. Quels ont été les résultats ? Cette étude expérimentale a été menée comme suit.
Date de publication : 14 novembre 2023
