Hygroskopisitetskonsept, hygroskopiske stoffer, eksempler

De Hygroskopisitet Det er eiendommen som noen stoffer har å absorbere eller utvise vannmolekyler til, eller fra omgivelsene. Et hygroskopisk stoff har evnen til å absorbere (eller utvise) vanndamp rundt det, til en viss likevektsfuktighet er nådd eller til stoffet er mettet.

Hvert stoff har en karakteristisk likevektsfuktighet. Når miljøet har den graden av fuktighet, er hastigheten som stoffet fanger opp miljøvannmolekyler, tilsvarer mengden frigjorte molekyler.

Figur 1. Silikasilikagel regnes som et hygroskopisk stoff. Kilde: Pixabay.

For sin del skyldes fuktigheten i luften atmosfærisk vanndamp.

Mengden dampmolekyler beholdt i luften avhenger av temperaturen. Ved høyere temperatur, større retensjon av vannmolekyler i luften. Men hvis miljøfuktigheten er over likevektsfuktigheten til et visst materiale, vil materialet fange vannmolekyler fra miljøet.

Materialene og stoffene som har lav likevektsfuktighet brukes som miljødørkere, dette er tilfellet med den syntiske gelen vist i figur 1 og kalsiumklorid.

[TOC]

Hygroskopiske stoffer

Stoffene som fanger luft eller flytende vanndamp som omgir dem, er hygroskopiske stoffer og brukes som miljømessige tørkemidler, som vi har sagt.

Når det gjelder virkningsmekanismen til hygroskopiske stoffer, er det i utgangspunktet to typer:

-Vannmolekylene er fanget i den krystallinske strukturen i stoffet, uten å reagere kjemisk med det.

Kan tjene deg: spiral galakser

-Det er en kjemisk reaksjon mellom vannmolekylene og det aktuelle stoffet.

I det første tilfellet er det natriumsulfat, mens i det andre tilfellet er alkaliske og hydridmetaller, som reagerer sterkt med vann.

Andre hygroskopiske stoffer eller materialer er:

-Papir

-Bomullsfibre

-Tre

-Sukker

-Honning

-Noen alkoholer som etanol og metanol

-Salter som natriumhydroksyd, kalsiumklorid, natriumklorid.

Noen av de hygroskopiske stoffene har en tendens til å oppløses i vannet de absorberer, som tilfelle av salter, sukker eller honning. Et stoff som oppløses i vannet som er fanget av seg selv, kalles Delicue Substance.

Hygroskopisk ekspansjonskoeffisient

Materialene eller stoffene som fanger opp fuktighet kan utvides, i dette tilfellet forårsaker de innsats eller spenninger i de omkringliggende materialene. Slik tilfellet med de gamle batteriene som fanger miljøfuktigheten, utvider og sprenger innpakningen.

En annen lignende sak forekommer med de mykede tapasene til bøkene, som består av et pappflate som absorberer fuktighet, mens plastfilmen ikke gjør det. I et veldig fuktig miljø absorberer pappen vann og utvider seg, noe som resulterer i at lokket er ivrig.

Karakteristikken beskrevet i forrige avsnitt, av differensialutvidelsen ved hydrering av to forskjellige materialer, har blitt brukt til konstruksjon av instrumenter for å måle miljøfuktighet, for eksempel hygrometer.

Hygrometeret

Hygrometeret er instrumentet som brukes til å måle miljøfuktighet. Instrumentene designet for dette formålet gjør en indirekte måling av miljøfuktigheten.

Kan tjene deg: ensartet rettlinjet bevegelse: egenskaper, formler, øvelser

For eksempel kan det være en mekanisk variasjon på grunn av fuktabsorpsjon av stoffet som fungerer som en sensor.

Figur 2. Bácapa Spiral Coil Hygrometer (metall - Salt -impregnert papir). Kilde: Wikimedia Commons.

Den elektriske kapasiteten til to luftseparerte metallplater kan endres litt på grunn av fuktighetsvariasjoner i miljøet.

Den elektriske resistiviteten til visse materialer kan også være følsom for miljøfuktighetsendringer. Det er disse egenskapene som brukes som fuktsensorer.

Det er en bestemt type hygrometer som heter Psykrometer som beregner fuktighet basert på temperaturen.

Rh

Hygrometre måler generelt den relative fuktigheten i luften. Dette er definert som forholdet mellom fuktigheten i luften som er delt mellom fuktigheten til den mettede og multipliserte luften med 100. Derfor uttrykkes den relative fuktigheten praktisk i en prosentvis form.

En formel som tillater bestemmelse av relativ fuktighet er som følger:

R = 100* (PV / PVS)

I dette uttrykket PV Det er damptrykket og PVS Metningsdamptrykk.

For å sikre at luften er mettet med vanndamp, ser den etter Rocío -punktet. Dette for å redusere temperaturen til det punktet at luften ikke innrømmer mer vanndamp og begynner å kondensere på kalde gjenstander som metaller og glass.

Målet på fuktighet ved duggpunkt er 100% på den relative fuktighetsskalaen.

Spesifikk fuktighet

En annen veldig nyttig størrelse er Spesifikk fuktighet. Det er definert som mengden gram vanndamp per 1000 gram fuktig luft og for å bestemme det brukes følgende forhold:

Kan tjene deg: balanseringsvektor: beregning, eksempler, øvelser

W = 0.622 (PV / P)

Hvor PV er damptrykket og P lufttrykket.

Praktiske eksempler

- Eksempel 1

I det følgende eksemplet vil hygroskopisiteten til en konstruksjon murstein bli bestemt.

-Tørr murstein veies med en presisjonsbalanse på 0,5%.

-Da blir mursteinen nedsenket for en tid i vann, så blir den igjen 20 minutter til overflødig vannproblemer. Etter dette er den mettede mursteinen veier.

-Hygroskopisitet Yo Det vil bli beregnet slik:

I = (mettet vekt - tørrvekt) / tørrvekt * 100%

- Eksempel 2 (hjemmelaget eksperiment)

Følgende eksperiment er en praktisk og visuell demonstrasjon av hygroskopisiteten til tre, det vil si dens evne til å absorbere vann og produsere utvidelse og krefter.

Fem trepinner blir tatt og de drar halvveis, men uten å skille helt ut. Så er de ordnet i en sirkel som den som er vist i følgende figur:

Figur 3. Innledende disposisjon av tørre og ødelagte pinner i sentrum. Kilde: Raulexperimenter.Blogspot.com

En dråpe vann i sentrum er plassert. Så snart vanndråpen faller i midten av arrangementet av trepinner, har det en tendens til å utvide seg på grunn av adsorpsjon (Det skal ikke forveksles med absorpsjon) av vann gjennom trefibrene.

På kort tid ser tre ut til å bli levende på grunn av den gradvise utvidelsen, og etter omtrent 1 minutt er resultatet som det som er sett i følgende figur nedenfor.

Figur 4. Endelig disposisjon av pinnene på grunn av fuktadsorpsjon. Kilde: Raulexperimenter.Blogspot.com

Referanser

1. Bioestudio. 2 Nøkkel til naturlige materialer. Hygroskopisitet og dampdiffusjon. Hentet fra: Mirancaballebioestudio.com
2. Raulexperimentos. Tre, anisotropi og hygroskopi: En stjerne er født. Hentet fra: Raulexperimentos.Blogspot.com
3. Tis. Hygroskopicy / sorpsjonsatferd. Gjenopprettet fra: TIS-GDV.av
4. Wikipedia. Hygrometer. Gjenopprettet fra: er.Wikipedia.com
5. Wikipedia. Hygroskopisitet. Gjenopprettet fra: er.Wikipedia.com
6. Wikipedia. Absolutt luftfuktighet. Gjenopprettet fra: er.Wikipedia.com
7. Wikipedia. Luftfuktighet. Gjenopprettet fra: er.Wikipedia.com
8. Wikipedia. Rh. Gjenopprettet fra: er.Wikipedia.com
9. Wikipedia. Hygroskopi. Hentet fra: i.Wikipedia.com