Τι είναι το μοριακό κόσκινο;

Ένα μοριακό κόσκινο χρησιμοποιείται για την ξήρανση ή την απορρόφηση αερίων και υγρών. Τα μοριακά κόσκινα είναι κατασκευασμένα από πορώδη υλικά, συνήθως μια αργιλοπυριτική ένωση που ονομάζεται ζεόλιθος, και χρησιμοποιούνται για τον διαχωρισμό ουσιών σε μοριακό επίπεδο. Χρησιμοποιούνται κυρίως ως ξηραντικό ή ξηραντικό, αυτά τα κόσκινα χρησιμοποιούνται επίσης συχνά στη βιομηχανία πετρελαίου για τον καθαρισμό των αερίων.
Ακριβώς όπως ένα κόσκινο μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τον διαχωρισμό των πετρωμάτων από την άμμο, ένα μοριακό κόσκινο διαχωρίζει μεγαλύτερα μόρια από μικρότερα. Για παράδειγμα, τα μόρια του νερού έχουν μοριακή ακτίνα 0.193 nm ενώ ένα μόριο ακετόνης έχει ακτίνα 0.308 nm. Η έκχυση ενός διαλύματος ακετόνης σε ένα μοριακό κόσκινο θα είχε ως αποτέλεσμα τα μικρότερα μόρια νερού να περάσουν μέσα από το κόσκινο ενώ τα μεγαλύτερα μόρια ακετόνης παρέμειναν, και έτσι να στεγνώσει η αλκοόλη. Όταν δύο μόρια έχουν το ίδιο μέγεθος, τα μοριακά κόσκινα μπορούν επίσης να διαχωρίσουν μόρια με βάση την πολικότητα των μορίων. Τα περισσότερα πολικά μόρια θα απορροφηθούν σαν να ήταν τα μικρότερα μόρια.

Σε αντίθεση με τα κόσκινα που χωρίζουν τα πετρώματα από την άμμο, τα μοριακά κόσκινα δεν επιτρέπουν στα μικρότερα μόρια να περάσουν απλά μέσα από αυτά. Αντίθετα, αυτά τα μόρια απορροφώνται από το κόσκινο. Οι κενοί χώροι στη δομή των κόσκινων, οι πόροι, συγκρατούν αυτά τα μικρότερα μόρια, επομένως η αποτελεσματικότητα ενός κόσκινου δεν εξαρτάται μόνο από το μέγεθος των πόρων αλλά και από το πόσο κενός χώρος είναι διαθέσιμος μέσα στη δομή του κόσκινου.

Τα μοριακά κόσκινα μπορούν να απορροφήσουν περίπου το 24 τοις εκατό του βάρους τους. Μόλις το νερό απορροφηθεί στις πορώδεις οπές και ανακτηθούν τα αποξηραμένα ή καθαρισμένα υλικά, το νερό μπορεί να αφαιρεθεί με διαφορετικούς τρόπους. Δεδομένου ότι η θερμότητα δεν αλλάζει τη μοριακή δομή ενός κόσκινου, το νερό συχνά αφαιρείται θερμαίνοντας το κόσκινο στους 482°F (250°C) για δύο ώρες και στη συνέχεια αφήνοντάς το να κρυώσει με ελάχιστη επαφή με υγρό αέρα.

Κρυσταλλικό στη δομή, το πορώδες υλικό σε ένα μοριακό κόσκινο έχει εντελώς ομοιόμορφα μεγέθη πόρων. Αυτά τα μεγέθη, ωστόσο, διαφέρουν ανάλογα με τον τύπο του κόσκινου. Υπάρχουν διάφοροι τύποι, συμπεριλαμβανομένων των μοριακών κόσκινων με μόνωση γυαλιού, των τύπων 3A–5A και του τύπου 13X.

Τα μοριακά κόσκινα από μονωμένο γυαλί χρησιμοποιούνται ειδικά για την κατασκευή μονωμένου γυαλιού. Αποτρέπουν τη συσσώρευση νερού στην επιφάνεια του γυαλιού. Τα κόσκινα 3Α και 4Α είναι γενικά ξηραντικά μέσα. 3As χρησιμοποιούνται κυρίως για την ξήρανση ή την αφυδάτωση υδρογονανθράκων. Αυτός είναι ο τύπος κόσκινου που θα χρησιμοποιηθεί για την ξήρανση της ακετόνης στο προηγούμενο παράδειγμα. Τα κόσκινα 4Α χρησιμοποιούνται σε κλειστά συστήματα, όπως ηλεκτρικά εξαρτήματα και συσκευασίες φαρμάκων, για να εξασφαλιστεί η ξηρότητα.

Τα κόσκινα 5Α χρησιμοποιούνται για την αφαίρεση του ανεπιθύμητου υδρόθειου, ενός εξαιρετικά δηλητηριώδους αερίου, και του διοξειδίου του άνθρακα από τα φυσικά αέρια. Αυτά χρησιμοποιούνται συχνά από τη βιομηχανία πετρελαίου. Τα κόσκινα 13X χρησιμοποιούνται εμπορικά μόνο για ξήρανση αερίων.