සිලිකා ජෙල් ඩෙසිකන්ට් යෙදීමේ විෂය පථය පිළිබඳ පර්යේෂණ

නිෂ්පාදනයේ සහ ජීවයේ දී, සිලිකා ජෙල් N2, වාතය, හයිඩ්‍රජන්, ස්වාභාවික වායු [1] සහ යනාදිය වියළීමට භාවිතා කළ හැකිය. අම්ලය සහ ක්ෂාර අනුව, වියළන ද්‍රව්‍ය පහත පරිදි බෙදිය හැකිය: අම්ල වියලන, ක්ෂාරීය වියළන සහ උදාසීන වියළන [2]. සිලිකා ජෙල් NH3, HCl, SO2, ආදිය වියළන බව පෙනෙන උදාසීන වියළුමක් ලෙස පෙනේ. කෙසේ වෙතත්, මූලධර්මයේ දෘෂ්ටි කෝණයෙන්, සිලිකා ජෙල් සමන්විත වන්නේ orthosilicic අම්ල අණු වල ත්‍රිමාන අන්තර් අණුක විජලනයෙනි, ප්‍රධාන ශරීරය SiO2 වේ. සහ පෘෂ්ඨය හයිඩ්රොක්සයිල් කාණ්ඩ වලින් පොහොසත් වේ (රූපය 1 බලන්න). සිලිකා ජෙල් වලට ජලය අවශෝෂණය කර ගත හැකි හේතුව නම් සිලිකා ජෙල් මතුපිට ඇති සිලිකන් හයිඩ්‍රොක්සයිල් කාණ්ඩයට ජල අණු සමඟ අන්තර් අණුක හයිඩ්‍රජන් බන්ධන සෑදිය හැකි නිසා එයට ජලය අවශෝෂණය කර වියළීමේ කාර්යභාරයක් ඉටු කළ හැකි වීමයි. වර්ණය වෙනස් කරන සිලිකා ජෙල් වල කොබෝල්ට් අයන අඩංගු වන අතර අවශෝෂණ ජලය සන්තෘප්තියට පත් වූ පසු වර්ණය වෙනස් කරන සිලිකා ජෙල් වල ඇති කෝබෝල්ට් අයන හයිඩ්‍රේටඩ් කොබෝල්ට් අයන බවට පත් වන අතර එමඟින් නිල් සිලිකා ජෙල් රෝස පැහැයට හැරේ. රෝස සිලිකා ජෙල් සෙල්සියස් අංශක 200 ට රත් කිරීමෙන් පසු සිලිකා ජෙල් සහ ජල අණු අතර හයිඩ්‍රජන් බන්ධනය බිඳ වැටෙන අතර දුර්වර්ණ වූ සිලිකා ජෙල් නැවත නිල් පැහැයට හැරේ, එවිට සිලික් අම්ලයේ සහ සිලිකා ජෙල්වල ව්‍යුහ රූප සටහනට හැකි වේ. රූප සටහන 1 හි පෙන්වා ඇති පරිදි නැවත භාවිතා කළ හැක. එබැවින්, සිලිකා ජෙල් මතුපිට හයිඩ්‍රොක්සයිල් කාණ්ඩ වලින් පොහොසත් බැවින්, සිලිකා ජෙල් මතුපිට NH3 සහ HCl යනාදිය සමඟ අන්තර් අණුක හයිඩ්‍රජන් බන්ධන සෑදිය හැකි අතර, එසේ ක්‍රියා කිරීමට ක්‍රමයක් නොතිබිය හැක. NH3 සහ HCl හි වියළන ද්‍රව්‍යයක් වන අතර පවතින සාහිත්‍යයේ අදාළ වාර්තාවක් නොමැත. එසේනම් ප්‍රතිඵල මොනවාද? මෙම විෂය පහත පර්යේෂණාත්මක පර්යේෂණ සිදු කර ඇත.

රූපය. 1 ඕතෝ-සිලිසික් අම්ලය සහ සිලිකා ජෙල් වල ව්‍යුහ සටහන

2 අත්හදා බැලීමේ කොටස
2.1 සිලිකා ජෙල් ඩෙසිකන්ට් යෙදීමේ විෂය පථය ගවේෂණය කිරීම - ඇමෝනියා පළමුව, දුර්වර්ණ වූ සිලිකා ජෙල් පිළිවෙලින් ආස්රැත ජලයේ සහ සාන්ද්‍රිත ඇමෝනියා ජලයේ තැන්පත් කරන ලදී. දුර්වර්ණ වූ සිලිකා ජෙල් ආස්රැත ජලයේ රෝස පැහැයට හැරේ; සාන්ද්‍ර ඇමෝනියා වලදී, වර්ණය වෙනස් කරන සිලිකොන් පළමුව රතු පැහැයට හැරෙන අතර සෙමින් ලා නිල් පැහැයට හැරේ. මෙයින් පෙන්නුම් කරන්නේ සිලිකා ජෙල් ඇමෝනියා තුළ NH3 හෝ NH3 ·H2 O අවශෝෂණය කළ හැකි බවයි. රූප සටහන 2 හි දැක්වෙන පරිදි ඝන කැල්සියම් හයිඩ්‍රොක්සයිඩ් සහ ඇමෝනියම් ක්ලෝරයිඩ් ඒකාකාරව මිශ්‍ර කර පරීක්ෂණ නළයක රත් කර ඇත. එහි ප්රතිඵලයක් වශයෙන් වායුව ක්ෂාර දෙහි සහ පසුව සිලිකා ජෙල් මගින් ඉවත් කරනු ලැබේ. ඇතුල්වන දිශාවට ආසන්නව ඇති සිලිකා ජෙල් වල වර්ණය සැහැල්ලු වේ (රූපය 2 හි සිලිකා ජෙල් ඩෙසිකන්ට් වල යෙදුම් විෂය පථයේ වර්ණය ගවේෂණය කෙරේ - ඇමෝනියා 73, 2023 8 වන අදියර මූලික වශයෙන් පොඟවා ඇති සිලිකා ජෙල් වල වර්ණයට සමාන වේ. සාන්ද්ර ඇමෝනියා ජලය තුළ), සහ pH පරීක්ෂණ පත්රයේ පැහැදිලි වෙනසක් නොමැත. මෙයින් ඇඟවෙන්නේ නිපදවන ලද NH3 pH පරීක්ෂණ පත්‍රය වෙත ළඟා වී නැති අතර එය සම්පූර්ණයෙන්ම අවශෝෂණය කර ඇති බවයි. ටික වේලාවකට පසු, උනුසුම් වීම නවත්වා, සිලිකා ජෙල් බෝලයෙන් කුඩා කොටසක් පිටතට ගෙන, එය ආස්රැත ජලයට දමා, ජලයට ෆීනෝල්ෆ්තලීන් එකතු කරන්න, විසඳුම රතු පැහැයට හැරේ, සිලිකා ජෙල් දැඩි අවශෝෂණ බලපෑමක් ඇති බව පෙන්නුම් කරයි. NH3, ආස්රැත ජලය විසන්ධි කළ පසු, NH3 ආස්රැත ජලයට ඇතුල් වේ, විසඳුම ක්ෂාරීය වේ. එබැවින්, සිලිකා ජෙල් NH3 සඳහා ප්‍රබල අවශෝෂණයක් ඇති බැවින්, සිලිකොන් වියළන කාරකයට NH3 වියළා ගත නොහැක.

රූපය. 2 සිලිකා ජෙල් ඩෙසිකන්ට් - ඇමෝනියා යෙදීමේ විෂය පථය ගවේෂණය කිරීම

2.2 සිලිකා ජෙල් ඩෙසිකන්ට් යෙදීමේ විෂය පථය ගවේෂණය කිරීම - හයිඩ්‍රජන් ක්ලෝරයිඩ් ප්‍රථමයෙන් NaCl ඝන ද්‍රව්‍ය ඇල්කොහොල් ලාම්පු දැල්ල සමඟ දහනය කර ඝන සංරචකවල තෙත් ජලය ඉවත් කරයි. නියැදිය සිසිලනයෙන් පසුව, සාන්ද්‍ර සල්ෆියුරික් අම්ලය NaCl ඝන ද්‍රව්‍යවලට එකතු කර වහාම බුබුලු විශාල ප්‍රමාණයක් නිපදවයි. උත්පාදනය කරන ලද වායුව සිලිකා ජෙල් අඩංගු ගෝලාකාර වියළන නලයක් තුළට යවනු ලබන අතර, වියළන නළය අවසානයේ තෙත් pH පරීක්ෂණ කඩදාසියක් තබා ඇත. ඉදිරිපස කෙළවරේ ඇති සිලිකා ජෙල් ලා කොළ පැහැයට හැරේ, තෙත් pH පරීක්ෂණ පත්‍රයේ පැහැදිලි වෙනසක් නොමැත (රූපය 3 බලන්න). මෙයින් පෙන්නුම් කරන්නේ ජනනය වන HCl වායුව සිලිකා ජෙල් මගින් සම්පූර්ණයෙන්ම අවශෝෂණය කර වාතයට නොයන බවයි.

රූපය 3 සිලිකා ජෙල් ඩෙසිකන්ට් - හයිඩ්‍රජන් ක්ලෝරයිඩ් යෙදීමේ විෂය පථය පිළිබඳ පර්යේෂණ

සිලිකා ජෙල් HCl අවශෝෂණය කර ලා කොළ පැහැයට හැරුනේ පරීක්ෂණ නළයක තබා ඇත. නව නිල් සිලිකා ජෙල් පරීක්ෂණ නළයට දමන්න, සාන්ද්‍ර හයිඩ්‍රොක්ලෝරික් අම්ලය එක් කරන්න, සිලිකා ජෙල් ද ලා කොළ පැහැයක් ගනී, වර්ණ දෙක මූලික වශයෙන් සමාන වේ. මෙය ගෝලාකාර වියළන නළයේ සිලිකා ජෙල් වායුව පෙන්වයි.

2.3 සිලිකා ජෙල් ඩෙසිකන්ට් වල යෙදුම් විෂය පථය ගවේෂණය කිරීම - සල්ෆර් ඩයොක්සයිඩ් මිශ්‍ර සාන්ද්‍රිත සල්ෆියුරික් අම්ලය සෝඩියම් තයොසල්ෆේට් ඝන (රූප සටහන 4 බලන්න), NA2s2 O3 +H2 SO4 ==Na2 SO4 +SO2 ↑+S↓; ජනනය කරන ලද වායුව දුර්වර්ණ වූ සිලිකා ජෙල් අඩංගු වියළන නළය හරහා ගමන් කරයි, දුර්වර්ණ වූ සිලිකා ජෙල් ලා නිල්-කොළ බවට පත් වේ, තෙත් පරීක්ෂණ පත්‍රයේ අවසානයේ ඇති නිල් ලිට්මස් කඩදාසි සැලකිය යුතු ලෙස වෙනස් නොවේ, එයින් පෙන්නුම් කරන්නේ ජනනය කරන ලද SO2 වායුව ඇති බවයි. සිලිකා ජෙල් බෝලයෙන් සම්පූර්ණයෙන්ම අවශෝෂණය කර ඇති අතර එයින් ගැලවිය නොහැක.

රූපය. 4 සිලිකා ජෙල් ඩෙසිකන්ට් - සල්ෆර් ඩයොක්සයිඩ් යෙදීමේ විෂය පථය ගවේෂණය

සිලිකා ජෙල් බෝලයෙන් කොටසක් ගලවා ආස්රැත ජලයට දමන්න. සම්පූර්ණ සමතුලිතතාවයෙන් පසු, නිල් ලිට්මස් කඩදාසි මත කුඩා ජල බිංදුවක් ගන්න. පරීක්ෂණ පත්‍රිකාව සැලකිය යුතු ලෙස වෙනස් නොවේ, සිලිකා ජෙල් වලින් SO2 ඉවත් කිරීමට ආසවනය කළ ජලය ප්‍රමාණවත් නොවන බව පෙන්නුම් කරයි. සිලිකා ජෙල් බෝලයෙන් කුඩා කොටසක් ගෙන පරීක්ෂණ නළයේ රත් කරන්න. තෙත් නිල් ලිට්මස් කඩදාසි පරීක්ෂණ නළයේ මුඛයට දමන්න. නිල් ලිට්මස් කඩදාසි රතු පැහැයට හැරේ, උනුසුම් කිරීම සිලිකා ජෙල් බෝලයෙන් SO2 වායුව විනාශ කරන බව පෙන්නුම් කරයි, එමඟින් ලිට්මස් කඩදාසි රතු පැහැයට හැරේ. ඉහත පරීක්ෂණවලින් පෙන්නුම් කරන්නේ සිලිකා ජෙල් SO2 හෝ H2 SO3 මත ප්‍රබල අවශෝෂණ බලපෑමක් ඇති කරන අතර SO2 වායුව වියළීම සඳහා භාවිතා කළ නොහැකි බවයි.
2.4 සිලිකා ජෙල් ඩෙසිකන්ට් - කාබන් ඩයොක්සයිඩ් යෙදීමේ විෂය පථය ගවේෂණය
රූප සටහන 5 හි පෙන්වා ඇති පරිදි, සෝඩියම් බයිකාබනේට් ද්‍රාවණය ෆීනොල්ෆ්තලීන් ලා රතු පැහැයෙන් දිස්වේ. සෝඩියම් බයිකාබනේට් ඝන රත් වන අතර එහි ප්රතිඵලයක් ලෙස වායු මිශ්රණය වියලන ලද සිලිකා ජෙල් ගෝල සහිත වියළන නලයක් හරහා ගමන් කරයි. සිලිකා ජෙල් සැලකිය යුතු ලෙස වෙනස් නොවන අතර සෝඩියම් බයිකාබනේට් ෆීනොල්ෆ්තලීන් සමඟ කාන්දු වීම HCl අවශෝෂණය කරයි. දුර්වර්ණ වූ සිලිකා ජෙල් වල ඇති කෝබෝල්ට් අයනය Cl- සමඟ හරිත ද්‍රාවණයක් සාදන අතර ක්‍රමයෙන් අවර්ණ බවට පත් වේ, ගෝලාකාර වියළන නළය අවසානයේ CO2 වායු සංකීර්ණයක් ඇති බව පෙන්නුම් කරයි. ලා කොළ පැහැති සිලිකා ජෙල් ආස්රැත ජලයේ තැන්පත් කර ඇති අතර, දුර්වර්ණ වූ සිලිකා ජෙල් ක්‍රමයෙන් කහ පැහැයට හැරේ, එයින් පෙන්නුම් කරන්නේ සිලිකා ජෙල් මගින් අවශෝෂණය කරන ලද HCl ජලයට විසර්ජනය වී ඇති බවයි. නයිට්‍රික් අම්ලය මගින් ආම්ලික කරන ලද රිදී නයිට්‍රේට් ද්‍රාවණයට ඉහළ ජලීය ද්‍රාවණයෙන් කුඩා ප්‍රමාණයක් එකතු කර සුදු අවක්ෂේපයක් සාදන ලදී. පුළුල් පරාසයක pH පරීක්ෂණ කඩදාසි මත ජලීය ද්‍රාවණ කුඩා ප්‍රමාණයක් හෙළනු ලබන අතර, පරීක්ෂණ පත්‍රය රතු පැහැයට හැරේ, ද්‍රාවණය ආම්ලික බව පෙන්නුම් කරයි. ඉහත පරීක්ෂණවලින් පෙන්නුම් කරන්නේ සිලිකා ජෙල් HCl වායුවට ප්‍රබල අවශෝෂණයක් ඇති බවයි. HCl යනු ප්‍රබල ලෙස ධ්‍රැවීය අණුවක් වන අතර සිලිකා ජෙල් මතුපිට ඇති හයිඩ්‍රොක්සයිල් කාණ්ඩයට ද ප්‍රබල ධ්‍රැවීයතාවක් ඇති අතර, එම දෙක අන්තර් අණුක හයිඩ්‍රජන් බන්ධන සෑදිය හැක හෝ සාපේක්ෂ වශයෙන් ප්‍රබල ද්විධ්‍රැව ද්විධ්‍රැව අන්තර්ක්‍රියා ඇති අතර, සිලිකා මතුපිට අතර සාපේක්ෂ වශයෙන් ශක්තිමත් අන්තර් අණුක බලයක් ඇති කරයි. ජෙල් සහ HCl අණු, එබැවින් සිලිකා ජෙල් HCl හි ප්‍රබල අවශෝෂණයක් ඇත. එබැවින්, HCl ගැලවී යාම සඳහා සිලිකොන් වියළන කාරකය භාවිතා කළ නොහැක, එනම් සිලිකා ජෙල් CO2 අවශෝෂණය නොකරයි හෝ අර්ධ වශයෙන් පමණක් CO2 අවශෝෂණය කරයි.

රූපය. 5 සිලිකා ජෙල් ඩෙසිකන්ට් - කාබන් ඩයොක්සයිඩ් යෙදීමේ විෂය පථය ගවේෂණය කිරීම

සිලිකා ජෙල් කාබන් ඩයොක්සයිඩ් වායුවට අවශෝෂණය වීම ඔප්පු කිරීම සඳහා, පහත පරීක්ෂණ දිගටම කරගෙන යනු ලැබේ. ගෝලාකාර වියළන නළයේ සිලිකා ජෙල් බෝලය ඉවත් කරන ලද අතර, එම කොටස සෝඩියම් බයිකාබනේට් ද්‍රාවණය ෆීනොල්ෆ්තලීන් බිංදු ලෙස බෙදා ඇත. සෝඩියම් බයිකාබනේට් ද්‍රාවණය වර්ණ ගන්වා ඇත. මෙයින් පෙන්නුම් කරන්නේ සිලිකා ජෙල් කාබන් ඩයොක්සයිඩ් අවශෝෂණය කරන අතර ජලයේ ද්‍රාව්‍ය වූ පසු කාබන් ඩයොක්සයිඩ් සෝඩියම් බයිකාබනේට් ද්‍රාවණයට අවශෝෂණය කර සෝඩියම් බයිකාබනේට් ද්‍රාවණය වියැකී යන බවයි. සිලිකොන් බෝලයේ ඉතිරි කොටස වියළි පරීක්ෂණ නලයක් තුළ රත් කරනු ලබන අතර, එහි ප්රතිඵලයක් වශයෙන් වායුව ෆීනෝල්ෆ්ටලීන් සමඟ සෝඩියම් බයිකාබනේට් ද්රාවණයක් බවට පත් කරයි. ඉක්මනින්ම සෝඩියම් බයිකාබනේට් ද්‍රාවණය ලා රතු සිට අවර්ණ දක්වා වෙනස් වේ. මෙයද පෙන්නුම් කරන්නේ සිලිකා ජෙල් තවමත් CO2 වායුව සඳහා අවශෝෂණ හැකියාව ඇති බවයි. කෙසේ වෙතත්, CO2 මත සිලිකා ජෙල් වල අවශෝෂණ බලය HCl, NH3 සහ SO2 වලට වඩා බෙහෙවින් කුඩා වන අතර, කාබන් ඩයොක්සයිඩ් 5 හි අත්හදා බැලීමේදී අර්ධ වශයෙන් පමණක් අවශෝෂණය කළ හැකිය. සිලිකා ජෙල් CO2 අර්ධ වශයෙන් අවශෝෂණය කිරීමට හේතුව විය හැකිය. සිලිකා ජෙල් සහ CO2 අන්තර් අණුක හයිඩ්‍රජන් බන්ධන සාදයි Si - OH... O =C. CO2 හි මධ්‍යම කාබන් පරමාණුව sp දෙමුහුන් වීමත්, සිලිකා ජෙල් වල ඇති සිලිකන් පරමාණුව sp3 දෙමුහුන් වීමත් නිසා රේඛීය CO2 අණුව සිලිකා ජෙල් මතුපිටට හොඳින් සහයෝගය නොදක්වන නිසා කාබන් ඩයොක්සයිඩ් මත සිලිකා ජෙල් වල අවශෝෂණ බලය සාපේක්ෂ වේ. කුඩා

3.ජලයේ ඇති වායූන් හතරේ ද්‍රාව්‍යතාව සහ සිලිකා ජෙල් මතුපිට ඇති අවශෝෂණ තත්ත්වය අතර සංසන්දනය ඉහත පර්යේෂණාත්මක ප්‍රතිඵල අනුව සිලිකා ජෙල් සතුව ඇමෝනියා, හයිඩ්‍රජන් ක්ලෝරයිඩ් සහ සල්ෆර් ඩයොක්සයිඩ් සඳහා ප්‍රබල අවශෝෂණ හැකියාවක් ඇති බව පෙනේ, නමුත් කාබන් ඩයොක්සයිඩ් සඳහා කුඩා අවශෝෂණ බලයක් (වගුව 1 බලන්න). මෙය ජලයේ ඇති වායු හතරේ ද්‍රාව්‍යතාවට සමාන වේ. මෙයට හේතුව ජල අණු වල හයිඩ්‍රොක්සි-ඕඑච් අඩංගු වීමත්, සිලිකා ජෙල් මතුපිට හයිඩ්‍රොක්සයිල් වලින් පොහොසත් නිසාත් විය හැක, එබැවින් ජලයේ ඇති මෙම වායූන් හතරේ ද්‍රාව්‍යතාව සිලිකා ජෙල් මතුපිට ඇති අවශෝෂණයට බෙහෙවින් සමාන ය. ඇමෝනියා වායුව, හයිඩ්‍රජන් ක්ලෝරයිඩ් සහ සල්ෆර් ඩයොක්සයිඩ් වායූන් තුන අතරින්, සල්ෆර් ඩයොක්සයිඩ් ජලයේ කුඩාම ද්‍රාව්‍යතාව ඇති නමුත්, සිලිකා ජෙල් මගින් අවශෝෂණය කිරීමෙන් පසුව, එම වායූන් තුන අතුරින් විසර්ජනය කිරීම වඩාත් අපහසු වේ. සිලිකා ජෙල් ඇමෝනියා සහ හයිඩ්‍රජන් ක්ලෝරයිඩ් අවශෝෂණය කිරීමෙන් පසු එය ද්‍රාවක ජලයෙන් ඉවත් කළ හැකිය. සල්ෆර් ඩයොක්සයිඩ් වායුව සිලිකා ජෙල් මගින් අවශෝෂණය කිරීමෙන් පසුව, ජලය සමග desorption අපහසු වන අතර, සිලිකා ජෙල් මතුපිට සිට desorption දක්වා රත් කළ යුතුය. එබැවින් සිලිකා ජෙල් මතුපිට වායු හතරක අවශෝෂණය න්‍යායාත්මකව ගණනය කළ යුතුය.

4 සිලිකා ජෙල් සහ වායූන් හතර අතර අන්තර්ක්‍රියා න්‍යායාත්මක ගණනය කිරීම ඝනත්ව ක්‍රියාකාරී න්‍යායේ (DFT) රාමුව යටතේ ක්වොන්ටම්කරණ ORCA මෘදුකාංගයේ [4] ඉදිරිපත් කෙරේ. DFT D/B3LYP/Def2 TZVP ක්‍රමය විවිධ වායූන් සහ සිලිකා ජෙල් අතර අන්තර්ක්‍රියා මාතයන් සහ ශක්තීන් ගණනය කිරීමට භාවිතා කරන ලදී. ගණනය කිරීම සරල කිරීම සඳහා සිලිකා ජෙල් ඝන ද්‍රව්‍ය ටෙට්‍රාමරික් ඕතොසිලිසික් අම්ල අණු මගින් නිරූපණය කෙරේ. ගණනය කිරීමේ ප්රතිඵල පෙන්නුම් කරන්නේ H2 O, NH3 සහ HCl සියල්ලම සිලිකා ජෙල් මතුපිට ඇති හයිඩ්රොක්සිල් කාණ්ඩය සමඟ හයිඩ්රජන් බන්ධන සෑදිය හැකි බවයි (රූපය 6a ~ c බලන්න). ඒවාට සිලිකා ජෙල් මතුපිටට සාපේක්ෂව ශක්තිමත් බන්ධන ශක්තියක් ඇත (වගුව 2 බලන්න) සහ සිලිකා ජෙල් මතුපිට පහසුවෙන් අවශෝෂණය වේ. NH3 සහ HCl වල බන්ධන ශක්තිය H2 O වලට සමාන වන බැවින් ජලය සේදීම මෙම වායු අණු දෙකේ දිරාපත් වීමට හේතු විය හැක. SO2 අණුව සඳහා එහි බන්ධන ශක්තිය -17.47 kJ/mol පමණක් වන අතර එය ඉහත අණු තුනට වඩා ඉතා කුඩාය. කෙසේ වෙතත්, පරීක්ෂණයෙන් තහවුරු වූයේ SO2 වායුව සිලිකා ජෙල් මත පහසුවෙන් අවශෝෂණය වන බවත්, සේදීමෙන් පවා එය ඉවත් කළ නොහැකි බවත්, රත් කිරීමෙන් පමණක් සිලිකා ජෙල් මතුපිටින් SO2 ගැලවිය හැකි බවත්ය. එබැවින්, SO2 සිලිකා ජෙල් මතුපිට H2 O සමඟ සම්බන්ධ වී H2 SO3 කොටස් සෑදීමට ඉඩ ඇතැයි අපි අනුමාන කළෙමු. රූප සටහන 6e පෙන්නුම් කරන්නේ H2 SO3 අණුව එකවර සිලිකා ජෙල් මතුපිට ඇති හයිඩ්‍රොක්සයිල් සහ ඔක්සිජන් පරමාණු සමඟ හයිඩ්‍රජන් බන්ධන තුනක් සාදයි, සහ බන්ධන ශක්තිය -76.63 kJ/mol තරම් ඉහළ අගයක් ගනී, එය SO2 අවශෝෂණයට හේතුව පැහැදිලි කරයි. සිලිකා ජෙල් ජලයෙන් ගැලවීමට අපහසුය. ධ්‍රැවීය නොවන CO2 සිලිකා ජෙල් සමඟ දුර්වලම බන්ධන හැකියාව ඇති අතර, සිලිකා ජෙල් මගින් පමණක් අර්ධ වශයෙන් අවශෝෂණය කළ හැක. H2 CO3 සහ සිලිකා ජෙල් වල බන්ධන ශක්තිය ද -65.65 kJ/mol දක්වා ළඟා වුවද, CO2 සිට H2 CO3 දක්වා පරිවර්තන අනුපාතය ඉහළ මට්ටමක නොතිබූ නිසා CO2 හි අවශෝෂණ අනුපාතය ද අඩු විය. වායු අණුවේ ධ්‍රැවීයතාව සිලිකා ජෙල් මගින් අවශෝෂණය කළ හැකිද යන්න විනිශ්චය කිරීමට ඇති එකම නිර්ණායකය නොවන බවත්, සිලිකා ජෙල් මතුපිට සමඟ ඇති වන හයිඩ්‍රජන් බන්ධනය එහි ස්ථායී අවශෝෂණයට ප්‍රධාන හේතුව බවත් ඉහත දත්තවලින් දැකගත හැකිය.

සිලිකා ජෙල් සංයුතිය SiO2 ·nH2 O වන අතර, සිලිකා ජෙල්හි විශාල පෘෂ්ඨ වර්ගඵලය සහ මතුපිට ඇති පොහොසත් හයිඩ්‍රොක්සයිල් කාණ්ඩයේ සිලිකා ජෙල් විශිෂ්ට කාර්ය සාධනයක් සහිත විෂ නොවන වියළුමක් ලෙස භාවිතා කළ හැකි අතර නිෂ්පාදනයේදී සහ ජීවිතයේදී බහුලව භාවිතා වේ. . මෙම ලිපියේ, සිලිකා ජෙල් අන්තර් අණුක හයිඩ්‍රජන් බන්ධන හරහා NH3, HCl, SO2, CO2 සහ අනෙකුත් වායූන් අවශෝෂණය කර ගත හැකි බව අත්හදා බැලීම් සහ න්‍යායාත්මක ගණනය කිරීම් යන අංශ දෙකකින් සනාථ වේ, එබැවින් මෙම වායූන් වියළීම සඳහා සිලිකා ජෙල් භාවිතා කළ නොහැක. සිලිකා ජෙල් සංයුතිය SiO2 ·nH2 O වන අතර, සිලිකා ජෙල්හි විශාල පෘෂ්ඨ වර්ගඵලය සහ මතුපිට ඇති පොහොසත් හයිඩ්‍රොක්සයිල් කාණ්ඩයේ සිලිකා ජෙල් විශිෂ්ට කාර්ය සාධනයක් සහිත විෂ නොවන වියළුමක් ලෙස භාවිතා කළ හැකි අතර නිෂ්පාදනයේදී සහ ජීවිතයේදී බහුලව භාවිතා වේ. . මෙම ලිපියේ, සිලිකා ජෙල් අන්තර් අණුක හයිඩ්‍රජන් බන්ධන හරහා NH3, HCl, SO2, CO2 සහ අනෙකුත් වායූන් අවශෝෂණය කර ගත හැකි බව අත්හදා බැලීම් සහ න්‍යායාත්මක ගණනය කිරීම් යන අංශ දෙකකින් සනාථ වේ, එබැවින් මෙම වායූන් වියළීම සඳහා සිලිකා ජෙල් භාවිතා කළ නොහැක.

3
රූපය. 6 විවිධ අණු සහ සිලිකා ජෙල් මතුපිට අතර අන්තර්ක්‍රියා මාතයන් DFT ක්‍රමය මගින් ගණනය කෙරේ