Det hygroskopicitet Det er ejendommen, at nogle stoffer skal absorbere eller udvise vandmolekyler til eller fra det omgivende miljø. Et hygroskopisk stof har evnen til at absorbere (eller udvise) vanddamp fra luften omkring det, indtil en vis ligevægtsfugtighed er nået, eller indtil stoffet er mættet.
Hvert stof har en karakteristisk fugtighed i ligevægt. Når miljøet har denne fugtighedsgrad, er den hastighed, hvormed stoffet fanger miljømolekyler af vand, lig med antallet af frigivne molekyler.
Luftfugtighed skyldes på sin side atmosfærisk vanddamp fra fordampning fra forskellige kilder såsom havet, floder, vand i jorden, åndedræt og transpiration af planter og dyr, blandt andre kilder..
Mængden af dampmolekyler tilbageholdt i luften afhænger af lufttemperaturen. Jo højere temperaturen er, jo større er tilbageholdelsen af vandmolekyler i luften. Men hvis den omgivende luftfugtighed er over ligevægtsfugtigheden i et bestemt materiale, vil materialet samle vandmolekyler fra miljøet..
Materialer og stoffer, der har en lav fugtighed i ligevægt, anvendes som rumtørrer. Dette er tilfældet med silicagelen vist i figur 1 og med calciumchlorid..
Artikelindeks
De stoffer, der fanger vanddamp fra luften eller væsken, der omgiver dem, er hygroskopiske stoffer og bruges som miljøtørringsmidler, som vi har sagt..
Hvad angår virkningsmekanismen for hygroskopiske stoffer, er der grundlæggende to typer:
-Vandmolekylerne er fanget i stoffets krystallinske struktur uden at reagere kemisk med det..
-En kemisk reaktion finder sted mellem vandmolekyler og det pågældende stof.
I det første tilfælde er der natriumsulfat, mens der i det andet tilfælde er alkalimetaller og hydrider, som reagerer stærkt med vand..
Andre hygroskopiske stoffer eller materialer er:
-Papir
-Bomuldsfibre
-Træ
-Sukker
-Honning
-Nogle alkoholer såsom ethanol og methanol
-Salte såsom natriumhydroxid, calciumchlorid, natriumchlorid.
Nogle af de hygroskopiske stoffer opløses i vandet, de absorberer, såsom salte, sukker eller honning. Et stof, der opløses i vand fanget af sig selv kaldes deliquescent stof.
Materialer eller stoffer, der fanger fugt, kan ekspandere, i dette tilfælde forårsage belastning eller belastning på de omgivende materialer. Sådan er tilfældet med gamle batterier, der fanger den omgivende fugtighed, udvider og sprænger deres emballage.
En anden lignende sag forekommer med de laminerede omslag på bøger, der består af en papflade, der absorberer fugt, mens plastfilmen ikke gør det. I et meget fugtigt miljø absorberer pap vand og ekspanderer, hvilket resulterer i, at låget hænger udad..
Karakteristikken beskrevet i det foregående afsnit, af differentieret dilatation ved hydrering af to forskellige materialer, er blevet brugt til konstruktion af instrumenter til måling af miljøfugtighed, såsom hygrometeret..
Hygrometeret er det instrument, der bruges til at måle den omgivende fugtighed. Instrumenter designet til dette formål foretager en indirekte måling af den omgivende fugtighed.
For eksempel kan det være en mekanisk variation på grund af absorptionen af fugt fra det stof, der fungerer som en sensor..
Den elektriske kapacitet på to metalplader adskilt af luft kan ændre sig lidt på grund af variationer i fugtigheden i miljøet..
Visse materialers elektriske modstand kan også være følsomme over for ændringer i den omgivende fugtighed. Det er disse egenskaber, der bruges som fugtighedssensorer.
Der kaldes en bestemt type hygrometer psykrometer der beregner fugtighed baseret på temperaturforskellen på to termometre: den ene med den tørre pære og den anden med den våde pære.
Hygrometre måler generelt luftens relative fugtighed. Dette defineres som kvotienten mellem luftens fugtighed divideret med fugtigheden i den mættede luft og ganget med 100. Derfor udtrykkes den relative fugtighed hensigtsmæssigt som en procentdel..
En formel, der tillader bestemmelse af relativ fugtighed, er følgende:
r = 100 * (Pv / Pvs)
I dette udtryk Pv er damptrykket og Pvs mætningsdamptryk.
For at sikre, at luften er mættet med vanddamp, skal du kigge efter dugpunkt. Dette består i at reducere temperaturen til et sådant punkt, at luften ikke optager mere vanddamp og begynder at kondensere på kolde genstande som metaller og glas..
Fugtighedsmålingen ved dugpunkt er 100% på den relative fugtighedsskala.
En anden meget nyttig mængde er specifik luftfugtighed. Det defineres som antallet af gram vanddamp pr. 1000 gram fugtig luft, og følgende forhold bruges til at bestemme det:
w = 0,622 (Pv / P)
Hvor Pv er damptrykket og P lufttrykket.
I det følgende eksempel bestemmes hygroskopiciteten af en byggesten.
-Den tørre mursten vejes med en skala på 0,5% nøjagtighed.
-Mursten nedsænkes derefter en gang i vand og efterlades derefter i 20 minutter, indtil overskydende vand frigives. Herefter vejes den mættede mursten.
-Hygroskopicitet jeg det beregnes således:
I = (Mættet vægt - tørvægt) / tørvægt * 100%
Det følgende eksperiment er en praktisk og visuel demonstration af træets hygroskopicitet, det vil sige dets evne til at absorbere vand og producere ekspansion og kræfter..
Tag fem tandstikkere af træ, og del dem i to, men uden at adskille dem helt. De arrangeres derefter i en cirkel som den, der er vist i følgende figur:
En dråbe vand placeres i midten. Så snart vanddråben falder i midten af arrangementet af træpinde, har det en tendens til at ekspandere på grund af adsorptionikke at forveksle med absorption) af vand gennem træfibre.
På kort tid ser træet ud til at blive levende på grund af dets gradvise ekspansion, og efter ca. 1 minut er resultatet som det, der ses i den følgende figur.
Endnu ingen kommentarer