Kolloidales Siliziumdioxid ist eine flüssige Dispersion von Siliziumdioxid, dem gleichen Material, das natürlicherweise in Sand vorkommt. Wie andere Kolloide besteht es aus mikroskopisch kleinen Partikeln, die gleichmäßig in einer anderen Substanz verteilt sind – in diesem Fall einem in einer Flüssigkeit dispergierten Feststoff. Diese Mischung ist als Sol bekannt und hat zahlreiche industrielle und kommerzielle Anwendungen.
Kieselsole werden durch eine Vielzahl chemischer Verfahren hergestellt. Normalerweise ist kolloidale Kieselsäure monodispers, was bedeutet, dass alle Partikel im Sol die gleiche Größe haben. Partikel werden chemisch aus winzigen Siliziumdioxidkeimen „gezüchtet“, die in der wässrigen Lösung suspendiert sind, und können je nach den gewünschten Eigenschaften des fertigen Sols groß oder klein sein.
Große Partikel neigen dazu, eine Silicamischung stabiler zu machen oder wahrscheinlich in dispergierter Form zu bleiben. Bei hohen Konzentrationen können kleinere Partikel Aggregate bilden und die Mischung klebrig und viskos machen. Die Partikelgröße beeinflusst auch das Aussehen des Sols und Mischungen mit kleinen Partikeln sind transparenter.
Kolloidales Siliziumdioxid wird in einer Vielzahl von Einstellungen verwendet. Es kann als Schleif- oder Poliermittel für Halbleiter, als Katalysator für verschiedene chemische Reaktionen und als Beschichtungsprodukt verwendet werden. Beschichtungen aus Kieselsäure sind hilfreich, um die Traktion auf Oberflächen wie Böden und Gleisen sowie Textilfasern zu erhöhen. Dies liegt sowohl an der abrasiven Wirkung der kleinen Partikel als auch an ihrer Fähigkeit, mit der gegenüberliegenden Oberfläche chemisch zu reagieren.
Die Papierherstellung ist ein weiterer Bereich, in dem kolloidale Kieselsäure weit verbreitet ist. Hier wirkt Kieselsäure als Entwässerungsmittel, wodurch bei der Verarbeitung des wässrigen Zellstoffs mehr Stärke im Papier enthalten sein kann. Die zusätzliche Stärke erhöht die Zähigkeit des Papiers.
Bei der Wein- und Saftherstellung wird kolloidale Kieselsäure verwendet, um ein Getränk zu verfeinern, indem organische Verbindungen aus der Suspension entfernt werden. Diese Verbindungen, die ansonsten eine unerwünschte Verunreinigung im Getränk bilden oder den Geschmack nachteilig beeinflussen würden, werden von entgegengesetzt geladenen Teilchen im Sol angezogen. Es bildet sich ein Sediment aus Kieselsäure und Verunreinigungen, das dann mechanisch entfernt werden kann und ein gereinigtes Getränk zurücklässt.
Während es in vielen industriellen Anwendungen wichtig ist, Kieselsäure in ihrer gleichmäßig dispergierten Form zu halten, ist in anderen Fällen die Bildung von Klumpen oder Partikelketten erwünscht. Auf diese Weise können Kieselgele gebildet werden, die häufig als Trockenmittel in verpackten Produkten verwendet werden. Wenn der pH-Wert von kolloidalem Siliciumdioxid auf weniger als 7 gesenkt wird oder Salz hinzugefügt wird, beginnen die Partikel im Sol, sich aneinander zu binden und Ketten zu bilden. Schließlich entsteht ein Kieselgel.