Sicher habt Ihr auch schon einmal ein paar neue Schuhe ausgepackt und ein kleines Papiertütchen darin gefunden? Und habt Ihr dann auch aus Neugier das Tütchen geöffnet und eine ganze Menge – wie es scheint – „Plastikkügelchen“ darin entdeckt? Dann kennt Ihr bereits Kieselgel, um das es in diesem Beitrag gehen soll. Aber was ist das eigentlich? Warum liegt es Schuhen, Elektrogeräten und auch manchen Lebensmitteln bei? Und ist es etwa gesundheitsschädlich, wie manchmal zu hören ist?

Kieselgel ist ein kolloidales Siliciumdioxid mit der Summenformel SiO₂. Es handelt sich um einen weißen, geruchlosen, hygroskopischen, nicht brennbaren Feststoff. Seine molare Masse beträgt 60,08 g·mol⁻¹. Sein Aggregatszustand ist fest und es ist praktisch unlöslich in Wasser. Der Schmelzpunkt von Kieselgel liegt bei 1710 °C, der Siedepunkt bei 2230 °C. Die Dichte beträgt 2,2 g/cm³ bei einer Temperatur von 25 °C.

Um die Aufnahme von Wasser optisch erkennen zu können, wird dem Kieselgel manchmal ein Farbstoff beigemischt, der bei Wasseraufnahme seine Farbe ändert. Kieselgel, das in trockenem Zustand blau ist (Blaugel), ist mit Cobalt(II)chlorid (CoCl₂) versetzt. Wenn das Kieselgel Wasser aufnimmt, entsteht der Hexaaqua-Komplex [Co(H₂O)₆]Cl₂, der eine blassrosa Farbe hat. Durch Erhitzen kann das Kieselgel regeneriert werden. Weil Cobalt(II)chlorid seit dem Jahr 2000 als krebserregend eingestuft wird, wird Blaugel in Europa kaum noch verwendet.

Kieselgel wurde bereits 1640 entdeckt, bliebt aber lange Zeit eine Kuriosität, da keine Verwendungsmöglichkeit bekannt war. Zu einem breiteren Einsatz kam es erst nach seiner Patentierung im Jahr 1919. Der Chemiker Walter A. Patrick von der Johns Hopkins University, Baltimore, USA, hatte im Rahmen seiner Doktorarbeit eine schnelle und billige Methode zur Herstellung von Kieselgel entwickelt. Aufgrund seiner herausragenden Eigenschaften als Adsorptionsmittel wurde es bereits während des Ersten Weltkriegs zur Bindung von Dämpfen und Gasen eingesetzt. In der Folge entwickelte Patrick die Substanz über viele Jahre weiter, bis sie ein kommerzieller Erfolg wurde und vielfältige Einsatzmöglichkeiten, wie wir sie heute kennen, fand.

Auch in Exsikkatoren (chemische Laborgeräten zur Trocknung fester chemischer Stoffe) oder beim Trocknen von Saatgut kommt Kieselgel zum Einsatz. Selbst als hocheffizientes Katzenstreu wird es eingesetzt, da es länger verwendet werden kann und die Einzelpackungen ein geringeres Gewicht haben.

Eine weitere Einsatzmöglichkeit findet sich in Alkoholtests. Dabei dient das Kieselgel als Trägersubstanz, auf der die chemische Reaktion abläuft. In dieser Redoxreaktion werden orangefarbene Chrom(VI)-Verbindungen durch den Alkohol zu grünen Crom(III)-Verbindungen reduziert. Anhand der Stärke und Ausdehnung der Verfärbung lässt sich der Grad der Alkoholisierung abschätzen.

Da Kieselgel bei der Aufnahme von Wasser Wärme abgibt und bei der Trocknung Wärme aufnimmt, wird es außerdem als thermischer Wärmespeicher verwendet. Der Prozess kann beliebig oft wiederholt werden und macht Kieselgel zu einer chemischen Wärmepumpe.

Weitere Verwendungsmöglichkeiten finden sich in der Wissenschaft, bspw. in der Chromatographie, der Dichtegradientenzentrifugation und in der Biologie als Geliermittel für Nährböden.

Wenn Euch nun das nächste Mal Beutelchen mit Kieselgel in die Hand fallen, werft sie nicht gleich weg. Sie eignen sich immer noch hervorragend, um beispielsweise feuchte Lederschuhe zu trocknen. In Sporttaschen sorgt Kieselgel dafür, dass die verschwitze Kleidung schneller trocknet und die Tasche den Schweiß und damit auch den Geruch erst gar nicht annehmen kann. Und selbst bei einem feucht gewordenen Smartphone leistet eine Dose mit Kieselgel-Beutelchen bessere Dienste als der häufig empfohlene Reis.

Autorin: Maren Mielck, GDCh