Środki suszące – higroskopijne substancje stosowane głównie w laboratoriach w celu usuwania wilgoci z materiałów. Środki suszące używane w rolnictwie nazywa się desykantami.
Związki te oddziałują chemicznie lub fizycznie z wodą tworząc stan równowagi: woda + środek suszący ⇌ [środek suszący + woda związana]
Stężenie lub ciśnienie wolnej wody po lewej stronie tego równania reprezentuje najmniejszą możliwą do uzyskania zawartość wody w warunkach równowagi ze środkiem suszącym. Uzyskanie zawartości wody resztkowej równej zeru jest z zasady niemożliwe. Ciśnienie cząstkowe pary wodnej nad środkiem suszącym jest miarą jego efektywności. Ciśnienie to określa się, podając ilość wody w danej objętości (mg/l). Niskie ciśnienie cząstkowe – związane z resztkową zawartością wody – wskazuje na wysoką efektywność środka suszącego.
Szybkość suszenia Szybkość wchłaniania określają następujące czynniki: szybkość dyfuzji cząsteczek wody z suszonego materiału szybkość przemieszczania się cząsteczek wody do środka suszącego zdolność cząsteczek wody do dyfundowania do centrów reakcji w środku suszącym.
Pojemność Pojemność środka suszącego określa się jako masę wody zaabsorbowanej przez 100 g substancji bezwodnej. Przykład: 1 kg środka suszącego o pojemności 20% może zaabsorbować 200 g wody.
Regeneracja Szereg środków suszących można regenerować poprzez:
ogrzewanie, podczas którego równowaga woda + środek suszący ⇌ [środek suszący + woda] jest przesunięta w lewo
zmianę stanu równowagi wolnej wody w stanie gazowym, a tym samym i środka suszącego, przez pompowanie lub przepuszczanie suchego gazu przez układ.
Do regenerowalnych środków suszących należą sita molekularne i żel krzemionkowy, natomiast środki suszące reagujące chemicznie z wodą nie nadają się do regeneracji (np. pięciotlenek fosforu i wodorki metali).
Metody suszenia Niewrażliwe na ciepło substancje stałe można suszyć w wysokich temperaturach w suszarce. Zastosowanie obniżonego ciśnienia zwiększa szybkość suszenia i umożliwia obniżenie temperatury.
Suszenie statyczne thumb|Suszenie toluenu przez ogrzewanie z sodem i benzofenonem. W klasycznej metodzie suszenia cieczy, do cieczy dodaje się środek suszący, a następnie całość pozostawia się do odstania, miesza się (na przykład mieszadłem mechanicznym), wytrząsa lub gotuje pod chłodnicą zwrotną. ważne jest, aby ciecz była poruszana w sposób zapewniający kontakt ze środkiem suszącym. Na zakończenie procesu ciecz przesącza się, dekantuje lub destyluje.
Suszenie dynamiczne W celu zwiększenia szybkości suszenia i poprawy stopnia wykorzystania środka suszącego, ciecze i gazy można przepuszczać przez kolumny lub rury suszące wypełnione środkiem suszącym. Stosowane środki suszące nie powinny ulegać zbrylaniu lub rozpływać się.
Przykłady środków suszących substancje reagujące z wodą, np. dekatlenek tetrafosforu, P4O10, glinowodorek litu, Li(AlH4), wodorek wapnia (CaH2), reaktywne metale (sód, potas, magnez) bezwodne sole ulegające uwodnieniu, np. nadchloran magnezu (Mg(ClO4)2), siarczan magnezu (MgSO4), siarczan miedzi(II) (CuSO4), węglan potasu K2CO3, siarczan sodu (Na2SO4) bezwodny lub stężony (98-96%) kwas siarkowy H2SO4 tlenki absorbujące wodę, np. tlenek glinu (Al2O3), tlenek magnezu (MgO), żel krzemionkowy sita molekularne
Przypisy
Bibliografia broszura "Środki suszące", Merck Sp. z o.o.