¿Qué es un tamiz molecular?
Un tamiz molecular se utiliza para secar o absorber gases y líquidos. Los tamices moleculares están hechos de materiales porosos, generalmente un compuesto de aluminosilicato llamado zeolita, y se utilizan para separar sustancias a nivel molecular. Utilizados principalmente como desecantes o agentes de secado, estos tamices también se utilizan a menudo en la industria del petróleo para purificar gases.
Al igual que un tamiz podría usarse para separar las rocas de la arena, un tamiz molecular separa las moléculas más grandes de las más pequeñas. Por ejemplo, las moléculas de agua tienen un radio molecular de 0.193 nm, mientras que una molécula de acetona tiene un radio de 0.308 nm. Verter una solución de acetona en un tamiz molecular daría como resultado que las moléculas de agua más pequeñas pasen a través del tamiz mientras que las moléculas de acetona más grandes permanecen, secando así el alcohol. Cuando dos moléculas son del mismo tamaño, los tamices moleculares también pueden separar moléculas basadas en la polaridad de las moléculas. Las moléculas más polares serán absorbidas como si fueran las moléculas más pequeñas.
A diferencia de los tamices que separan las rocas de la arena, los tamices moleculares no permiten que las moléculas más pequeñas simplemente pasen a través de ellos. En cambio, esas moléculas son absorbidas por el tamiz. Los espacios vacíos en la estructura de los tamices, los poros, contienen esas moléculas más pequeñas, por lo que la efectividad de un tamiz no solo depende del tamaño de los poros sino de la cantidad de espacio vacío disponible dentro de la estructura del tamiz.
Los tamices moleculares pueden absorber alrededor del 24 por ciento de su peso. Una vez que el agua se absorbe en los agujeros porosos y se recuperan los materiales secos o purificados, el agua se puede eliminar de diferentes maneras. Dado que el calor no cambia la estructura molecular de un tamiz, el agua a menudo se elimina calentando el tamiz a 482 ° F (250 ° C) durante dos horas y luego dejándolo enfriar con un contacto mínimo con aire húmedo.
De estructura cristalina, el material poroso en un tamiz molecular tiene tamaños de poro completamente uniformes. Sin embargo, estos tamaños difieren según el tipo de tamiz. Existen varios tipos, incluidos los tamices moleculares de vidrio aislado, los tipos 3A – 5A y el tipo 13X.
Los tamices moleculares de vidrio aislante se usan específicamente para hacer vidrio aislante. Evitan la acumulación de agua dentro de la superficie del vidrio. Los tamices 3A y 4A son agentes de secado universales. 3As se utilizan principalmente para secar o deshidratar hidrocarburos. Este es el tipo de tamiz que se usaría para secar la acetona en el ejemplo anterior. Los tamices 4A se utilizan en sistemas cerrados, como componentes eléctricos y envases de medicamentos, para garantizar la sequedad.
Los tamices 5A se utilizan para eliminar el sulfuro de hidrógeno no deseado, un gas extremadamente venenoso y dióxido de carbono de los gases naturales. Estos son a menudo utilizados por la industria petrolera. Los tamices 13X solo se usan comercialmente para secar gases.