Che cos'è un setaccio molecolare?

Un setaccio molecolare viene utilizzato per asciugare o assorbire gas e liquidi. I setacci molecolari sono realizzati con materiali porosi, generalmente un composto di alluminosilicato chiamato zeolite, e vengono utilizzati per separare le sostanze a livello molecolare. Utilizzati principalmente come essiccante o essiccante, questi setacci vengono spesso utilizzati nell'industria petrolifera per purificare i gas.

Proprio come un setaccio potrebbe essere usato per separare le rocce dalla sabbia, un setaccio molecolare separa le molecole più grandi da quelle più piccole. Ad esempio, le molecole d'acqua hanno un raggio molecolare di 0,193 nm mentre una molecola di acetone ha un raggio di 0,308 nm. Il versamento di una soluzione di acetone in un setaccio molecolare comporterebbe il passaggio delle molecole d'acqua più piccole attraverso il setaccio mentre le molecole di acetone più grandi rimanevano, asciugando così l'alcool. Quando due molecole hanno le stesse dimensioni, i setacci molecolari possono anche separare le molecole in base alla polarità delle molecole. Le molecole più polari saranno assorbite come se fossero le molecole più piccole.

A differenza dei setacci che separano le rocce dalla sabbia, i setacci molecolari non consentono alle molecole più piccole di passare semplicemente attraverso di esse. Invece, quelle molecole vengono assorbite dal setaccio. Gli spazi vuoti nella struttura del setaccio, i pori, contengono quelle molecole più piccole, quindi l'efficacia di un setaccio dipende non solo dalla dimensione dei pori ma da quanto spazio vuoto è disponibile all'interno della struttura del setaccio.

I setacci molecolari possono assorbire circa il 24 percento del loro peso. Una volta assorbita l'acqua nei fori porosi e recuperati i materiali essiccati o purificati, l'acqua può essere rimossa in diversi modi. Poiché il calore non modifica la struttura molecolare di un setaccio, l'acqua viene spesso rimossa riscaldando il setaccio a 250 ° C a 482 ° F per due ore e quindi lasciandolo raffreddare con un contatto minimo con l'aria umida.

Cristallino nella struttura, il materiale poroso in un setaccio molecolare ha dimensioni dei pori completamente uniformi. Queste dimensioni, tuttavia, differiscono a seconda del tipo di setaccio. Esistono diversi tipi, tra cui setacci molecolari di vetro isolante, tipi 3A-5A e tipo 13X.

I setacci molecolari di vetro isolante sono utilizzati specificamente per la fabbricazione di vetro isolante. Impediscono l'accumulo di acqua all'interno della superficie del vetro. I setacci 3A e 4A sono agenti di essiccazione universali. 3As sono utilizzati principalmente per essiccare o disidratare idrocarburi. Questo è il tipo di setaccio che sarebbe usato per asciugare l'acetone nell'esempio precedente. I setacci 4A vengono utilizzati in sistemi chiusi, come componenti elettrici e confezioni di farmaci, per garantire la secchezza.

I setacci 5A vengono utilizzati per rimuovere idrogeno solforato indesiderato, un gas estremamente velenoso e anidride carbonica dai gas naturali. Questi sono spesso usati dall'industria petrolifera. I setacci 13X vengono utilizzati esclusivamente in commercio per l'essiccazione di gas.