Drying Agents คืออะไร ? แต่ละชนิดต่างกันอย่างไร ?

Drying Agents หรือที่มักเรียกกันว่า สารดูดความชื้น (Desiccant) คือสารเคมีหรือวัสดุที่มีคุณสมบัติในการดูดซับหรือทำปฏิกิริยาจับโมเลกุลน้ำ โดยอาจสร้าง Complex กับน้ำ เรียกว่า “สารประกอบไฮเดรต” หรืออาจจะดูดซับน้ำไว้เฉย ๆ ก็ได้ เพื่อลดความชื้นและควบคุมสภาวะแวดล้อมให้แห้ง ป้องกันไม่ให้อาหาร สินค้า หรืออุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์เสียหายจากเชื้อราและการกัดกร่อน

Drying Agents ใช้งานตอนไหน ?

นักเคมีจะใช้งาน Drying Agent ก็ต่อเมื่อ

หลังขั้นตอนการสกัด (Extraction): เมื่อสกัดสารด้วยกรวยแยก (Separatory funnel) สารละลายอินทรีย์มักจะดูดซับน้ำหรือมีละอองน้ำปะปนอยู่ ทำให้ดูขุ่นขาว นักเคมีจะเติม Drying Agent ลงไปเพื่อดึงน้ำออก จนสารละลายกลับมาใสปิ๊ง

ก่อนนำไปกลั่นหรือระเหยตัวทำละลาย: ตัวทำละลายที่ยังมีน้ำปะปนอยู่อาจรบกวนขั้นตอนการทดลอง ทำให้จุดเดือดเปลี่ยน หรือเกิดปฏิกิริยาข้างเคียงที่ไม่ต้องการ

เตรียมสภาวะให้ปราศจากน้ำ (Anhydrous conditions): ปฏิกิริยาเคมีบางประเภท (เช่น Grignard reaction) มีความไวต่อน้ำมาก หากมีน้ำอยู่เพียงเล็กน้อยจะทำให้ปฏิกิริยาไม่เกิด หรือสารตั้งต้นเสียหาย

การใช้งาน Drying Agents ที่นอกเหนือจากงานเคมี

อุตสาหกรรมอาหารและยา: ใช้ซิลิกาเจล (Silica Gel) หรือเคลย์ (Desiccant Clay) ซองเล็กๆ ใส่ในบรรจุภัณฑ์เพื่อป้องกันความชื้น ยืดอายุอาหาร และป้องกันยาเสื่อมสภาพ

การขนส่งและตู้คอนเทนเนอร์: ใช้วัสดุประเภทแคลเซียมคลอไรด์ (Calcium Chloride) แขวนในตู้สินค้าเพื่อดูดความชื้น ป้องกันกลิ่นอับ ป้องกันกระดาษเปื่อยยุ่ย และป้องกันสนิมในสินค้า

อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์และเลนส์: สารดูดความชื้นช่วยป้องกันการเกิดฝ้า รา และไฟฟ้าลัดวงจรในเลนส์กล้อง รวมถึงกล่องกันชื้นสำหรับเก็บอุปกรณ์ถ่ายภาพ

การก่อสร้าง: แคลเซียมคลอไรด์ใช้เป็นสารเร่งการแข็งตัวของคอนเทนเนอร์ และใช้โรยถนนเพื่อควบคุมฝุ่นโดยการดึงความชื้นจากอากาศมาจับฝุ่นไว้

ประเภท Drying Agents ที่สร้าง Complex กับน้ำ

Magnesium Sulfate: เมื่ออยู่ในสภาพไร้น้ำ (Anhydrous) จะดึงน้ำจนกลายเป็น Complex ของแข็งสีขาวที่เรียกว่า Magnesium sulfate heptahydrate

Calcium Chloride: เป็นสารดูดความชื้นที่ดูดน้ำได้ดีมาก เมื่อจับกับน้ำจะเกิด Complex กลายเป็น Calcium chloride hexahydrate

Cobalt(II) Chloride: นิยมใช้เป็นอินดิเคเตอร์บอกความชื้น ปกติจะเป็นสีฟ้า แต่เมื่อจับกับน้ำจะเกิด Complex สีชมพู

ประเภท Drying Agents ที่ไม่สร้าง Complex กับน้ำ

สารดูดความชื้น (Drying Agent) ที่ดูดซับน้ำด้วย กระบวนการทางกายภาพ (Physical Adsorption) จะไม่สร้างพันธะเคมีหรือสารประกอบเชิงซ้อน (Complex) กับน้ำ โดยน้ำจะถูกดักจับไว้ตามรูพรุน ทำให้สารเหล่านี้ไม่เกิดการเปลี่ยนแปลงรูปร่างหรือจับตัวเป็นก้อนเมื่ออิ่มตัวด้วยน้ำ

ตะแกรงโมเลกุล (Molecular Sieves)

ลักษณะ: ผงหรือเม็ดสังเคราะห์ที่มีรูพรุนระดับโมเลกุล

การทำงาน: คัดแยกโมเลกุลน้ำออกจากสารอื่นได้อย่างแม่นยำสูงมากตามขนาดของรูพรุน การใช้งาน: ใช้ในห้องปฏิบัติการทางเคมี และระบบอุตสาหกรรมที่ต้องการทำให้ก๊าซหรือของเหลวแห้งสนิท

ซิลิกาเจล (Silica Gel)

สารยอดนิยมที่ผลิตจากซิลิกอนไดออกไซด์ (Silicon dioxide) มีโครงสร้างคล้ายฟองน้ำระดับจุลภาค ดูดซับน้ำได้ดีเยี่ยมโดยอนุภาคยังคงแห้งและมีขนาดเท่าเดิม

ดินเบนโทไนท์ หรือ มอนต์มอริลโลไนต์ (Montmorillonite / Bentonite Clay)

ทำมาจาก เถ้าภูเขาไฟ (Volcanic ash) ที่เกิดการทับถมและผุกร่อนไปตามกาลเวลาในแหล่งน้ำหรือทะเลสาบโบราณ โดยแร่ธาตุหลักที่ประกอบอยู่ในเนื้อดินคือกลุ่ม Smectite ซึ่งอุดมไปด้วยแร่ธาตุต่างๆ เช่น แคลเซียม, แมกนีเซียม และธาตุเหล็ก จุดเด่นของดินชนิดนี้คือความสามารถในการดูดซับน้ำได้ดีเยี่ยม เมื่อสัมผัสความชื้นจะขยายตัวและจับตัวเป็นก้อนได้ง่าย จึงถูกนำไปใช้ประโยชน์ในหลายอุตสาหกรรม

วิธีการเลือกใช้ Drying Agents

สารดูดความชื้นที่สร้าง Complex (Complex-Forming Agents)

กลไก: จับกับน้ำแล้วเปลี่ยนโครงสร้างทางเคมีกลายเป็นสารประกอบไฮเดรต (Hydrate Complex) เช่น สารอนิลไฮดรัส (Anhydrous) เปลี่ยนเป็นรูปที่มีน้ำล้อมรอบ

ข้อจำกัด: สารกลุ่มนี้มักมีสมบัติเป็นกรดหรือเบส จึงสามารถเกิดปฏิกิริยาเคมีกับสารบางประเภทในสารละลายได้ (เช่น เกิดปฏิกิริยากับหมู่ฟังก์ชันแอลกอฮอล์, เอมีน หรือคาร์บอนิล) ทำให้สูญเสียเนื้อสารที่เราต้องการ

สารดูดความชื้นที่ไม่สร้าง Complex (Non-Complex-Forming / Inert Agents)

กลไก: ดักจับโมเลกุลน้ำด้วยแรงยึดเหนี่ยวทางกายภาพ (Physical Adsorption) ผ่านรูพรุนขนาดเล็ก หรือเป็นเกลือที่เป็นกลางและไม่ทำปฏิกิริยากับสารอินทรีย์ส่วนใหญ่

ข้อดี: เฉื่อยต่อปฏิกิริยาเคมี (Inert) ไม่ทำลายสารอินทรีย์ที่ผสมอยู่ ปลอดภัยต่อเนื้อสารเกือบทุกชนิด

เพื่อให้เห็นภาพและนำไปใช้ได้ทันที สามารถเลือกใช้ตามความเข้ากันได้ทางเคมี (Chemical Compatibility) ดังนี้:

เลือกใช้ “ตัวที่สร้าง Complex” เมื่อใช้กับสารละลายทั่วไปที่ไม่มีหมู่ฟังก์ชันที่ไวต่อปฏิกิริยากับกรด/เบส และต้องการสารที่หาซื้อง่าย ราคาถูก ทำงานได้เร็ว

Magnesium Sulfate และ Sodium Sulfate

วิธีใช้: เป็นสารครอบจักรวาลสำหรับสารละลายอินทรีย์ (Organic phase) หลังจากการสกัด

ข้อควรระวัง: มีฤทธิ์เป็นกรดอ่อนๆ ห้ามใช้กับสารที่ไวต่อกรด

Calcium Chloride

วิธีใช้: เหมาะมากกับพวกไฮโดรคาร์บอน (Hydrocarbons) หรืออัลคิลฮาไลด์ (Alkyl Halides)

ข้อห้ามเด็ดขาด: ห้ามใช้กับ แอลกอฮอล์, ฟีนอล, เอมีน, กรดอะมิโน, เอสเทอร์ และคีโตน เพราะ จะไปสร้าง Complex จับกับสารเหล่านี้แทนที่จะจับน้ำ ทำให้สารเหล่านั้นตกตะกอนหายไปพร้อมกับสารดูดความชื้น

เลือกใช้ “ตัวที่ไม่สร้าง Complex” เมื่อต้องการความบริสุทธิ์สูงมาก, สารไวต่อปฏิกิริยาเคมี, หรือเป็นสารละลายเคมีที่มีหมู่ฟังก์ชันเฉพาะเจาะจง

Molecular Sieves (ตะแกรงโมเลกุลเกรดแล็บ)

วิธีใช้: เลือกขนาดรูพรุน 3Å (3 Angstrom) โมเลกุลน้ำจะหลุดเข้าไปติดในรูพรุนได้เท่านั้น ในขณะที่โมเลกุลของสารอินทรีย์อื่นจะใหญ่เกินกว่าจะเข้าไปได้ จึงไม่เกิดการทำปฏิกิริยาเคมีใด ๆ เลย ปลอดภัยที่สุด

Silica Gel (ซิลิกาเจล)

วิธีใช้: ใช้ดูดความชื้นในโถแก้วดูดความชื้น (Desiccator) เพื่อรักษาความแห้งของสารเคมีที่ระเหยง่าย โดยไม่ยุ่งเกี่ยวกับโครงสร้างทางเคมีของสาร

สนใจติดต่อ เวิลด์เคมีคอล กรุ๊ป ผู้นําด้านการจําหน่ายและนำเข้า สารเคมีภัณฑ์ เคมีภัณฑ์อุตสาหกรรม ขนาดใหญ่ และ ขนาดย่อม ประเภท เคมีอุตสาหกรรม เคมีทําความสะอาด เคมีสระว่ายน้ำ เคมีบำบัดน้ำ เคมีงานปั้น-งานหล่อ เคมีอาหาร กลิ่น สารสกัด สี น้ำหอม เคมีเครื่องสำอาง อาทิ กลีเซอรีน โซดาไฟเกล็ด โซเดียมเมต้าไบซัลไฟต์ เอทิลแอลกอฮอล์ ฯลฯ สารพัดด้านเคมี เวิลด์เคมิคอล กรุ๊ป พร้อมให้บริการและให้ปรึกษากับลูกค้าทุกท่าน

สนใจสอบถามข้อมูลเพิ่มเติมได้ที่

Line ID : @worldchemical
Facebook : https://www.facebook.com/chemical.chiangmai
เว็บไซต์ : www.worldchemical.co.th
โทร : 053 204 446-7