Silica, ook wel siliciumdioxide (SiO 2) of minerale kwarts genoemd, is een afgeleide samenstelling van het chemische element silicium (Si) en vormt ongeveer 59% van de aardkorst en een groot deel van gewoon zand. Silicium verbindt zich met zuurstof en vormt zo silicaten, de meest voorkomende soort mineralen.
Silica wordt in de meeste natuurlijke wateren aangetroffen als opgeloste silica of gesuspendeerde silicaatdeeltjes. Silica wordt in veel industriële applicaties gebruikt, waaronder de productie van voedingsmiddelen en farmaceutische producten, als additief en voor waterfiltratie.
Waarom silica meten?
Het meeste water bevat een overvloed aan silicium en zijn derivaten, silica (SiO 2) of silicaten
(SiO 4 – en SiO 3 2–). De silicaconcentratie in water is gewoonlijk lager dan 30 mg/L, hoewel concentraties hoger dan 100 mg/L niet ongebruikelijk zijn. Concentraties hoger dan 1000 mg/L zijn mogelijk in pekel en brak water.
Silica in water kan aanzienlijke problemen veroorzaken voor industrieel water
Silica en silicaten worden aan water toegevoegd als conditioners, reinigingsmiddelen en anticorrosiemiddelen. Silica in water kan echter aanzienlijke problemen veroorzaken voor industrieën, voornamelijk in ketel- en stoomapplicaties. Hoge drukken en hoge temperaturen veroorzaken silicaafzettingen op ketelpijpen en warmtewisselaars.
Deze glazige afzettingen verminderen de efficiëntie van de warmteoverdracht en leiden tot voortijdige uitval. Silica-afzettingen op stoomturbinebladen verlagen de efficiëntie en maken kostbare downtime voor reiniging noodzakelijk. De silicagehaltes moeten onder 0,005 mg/L (5 ppb) worden gehouden in applicaties met zeer hoge druk.
Het meten van silica in water is nuttig wanneer het rendement van demineralisators wordt bewaakt. Het testen op silica (een van de eerste onzuiverheden die wordt gedetecteerd wanneer de uitwisselingscapaciteit van een demineralisator uitgeput is) biedt een gevoeligheidscontrole van de prestaties van de demineralisator.
Analyseprocedures en methoden voor silica
Analyseprocedures voor silica omvatten de silicomolybdaatmethode voor meting van het hoge meetbereik en de heteropolyblauwmethode voor meting van het lage meetbereik. De heteropolyblauwmethode is een uitbreiding van de silicomolybdaatmethode om de gevoeligheid te verhogen.
Silicamethoden van Hach® bepalen molybdaat-reactieve silica. De termen 'molybdaat-reactief' of 'molybdaat-niet-reactief' duiden niet op reactiviteit of gebrek daaraan ten aanzien van andere reagentia of processen. Af en toe bevat een monster silica dat ofwel zeer langzaam reageert met molybdaat of helemaal niet reageert. In ten minste één van de vormen reageert silica niet met molybdaat, ook al kan het door filterpapier stromen dat in opgeloste of colloïdale vorm aanwezig is. Het is niet bekend in welke mate dergelijke "niet-reactieve" silica optreedt in water.
"Molybdaat-niet-reactieve" silica kan worden omgezet in de vorm "molybdaat-reactief" door verhitting of fusie met alkali, zoals bij de ontsluiting van natriumbicarbonaat. Zie Standaardmethoden 4500-SiO 2 voor meer informatie.
Bij zowel de silicomolybdaat- als de heteropolyblauwmethode is de gevormde kleur recht evenredig met de hoeveelheid molybdaat-reactieve silica die aanwezig is in het oorspronkelijke monster. Het totaal silica kan worden bepaald door analyses uit te voeren met behulp van de elektrothermische atomaire absorptiemethode (standaardmethoden 3113B), de inductief gekoppelde plasmamassaspectrometrische methode (standaardmethoden 3125) of de inductief gekoppelde plasmamethode ( standaardmethoden 3120).
Termen als "colloïdaal", "kristalloïdaal" en "ionisch" zijn gebruikt om onderscheid te maken tussen verschillende vormen van silica, maar dergelijke terminologie kan niet worden onderbouwd. Hach biedt geen oplossingen of ondersteuning voor de methoden voor totaal silica.
Bij Hach® vindt u de testapparatuur, hulpmiddelen, training en software die u nodig hebt om de silicagehaltes in uw specifieke procesapplicatie te bewaken en te beheren.