Hygroskopicitetskoncept, hygroskopiska ämnen, exempel

De Hygroskopicitet Det är egenskapen som vissa ämnen har för att absorbera eller utvisa vattenmolekyler till eller från den omgivande miljön. Ett hygroskopiskt ämne har förmågan att absorbera (eller utvisa) vattenånga runt den tills någon jämviktsfuktighet har uppnåtts eller tills ämnet är mättat.

Varje ämne har en karakteristisk jämviktsfuktighet. När miljön har den graden av fukt, är hastigheten med vilken ämnet fångar miljövattenmolekyler, lika med mängden frisatta molekyler.

Figur 1. Kiseldioxidkiselgel anses vara en hygroskopisk substans. Källa: Pixabay.

För sin del beror luftens fukt.

Mängden ångmolekyler som kvarhålls i luften beror på dess temperatur. Vid en högre temperatur, större kvarhållning av vattenmolekyler i luften. Men om miljöfuktigheten är över jämviktsfuktigheten hos ett visst material, kommer materialet att fånga vattenmolekyler från miljön.

Material och ämnen som har låg jämviktsfuktighet används som miljödorare, detta är fallet med den syntiska gelén som visas i figur 1 och kalciumklorid.

[TOC]

Hygroskopiska ämnen

Ämnen som fångar luft- eller flytande vattenånga som omger dem är hygroskopiska ämnen och används som miljö torkmedel, som vi har sagt.

När det gäller verkningsmekanismen för hygroskopiska ämnen finns det i princip två typer:

-Vattenmolekylerna är fångade i den kristallina strukturen i ämnet, utan att reagera kemiskt med den.

Kan tjäna dig: spiral galaxer

-Det finns en kemisk reaktion mellan vattenmolekylerna och ämnet i fråga.

I det första fallet finns natriumsulfat, medan i det andra fallet är alkaliska och hydridmetaller, som reagerar starkt med vatten.

Andra hygroskopiska ämnen eller material är:

-Papper

-Bomullsfibrer

-Trä

-Socker

-Honung

-Vissa alkoholer som etanol och metanol

-Salter som natriumhydroxid, kalciumklorid, natriumklorid.

Några av de hygroskopiska ämnena tenderar att lösa upp i vattnet de absorberar, som är fallet med salter, socker eller honung. Ett ämne som upplöses i vattnet som fångats av sig själv kallas delikatämne.

Hygroskopisk expansionskoefficient

Materialen eller ämnena som fångar fukt kan utökas, i detta fall orsakar de ansträngningar eller spänningar i det omgivande materialet. Sådana fallet med de gamla batterierna som fångar miljöfuktigheten, expanderar och spricker deras inslagning.

Ett annat liknande fall inträffar med de mjukgörade taporna i böckerna, som består av en kartongytor som absorberar fukt, medan plastfilmen inte gör det. I en mycket fuktig miljö absorberar kartongen vatten och utvidgas, vilket resulterar i att locket är ivrigt.

Den karakteristik som beskrivs i föregående stycke, av differentiell utvidgning genom hydrering av två olika material, har använts för konstruktion av instrument för att mäta miljöfuktighet, såsom hygrometer.

Hygometern

Hygrometern är det instrument som används för att mäta miljöfuktighet. De instrument som är utformade för detta ändamål gör en indirekt mätning av miljöfuktigheten.

Kan tjäna dig: enhetlig rätlinjig rörelse: egenskaper, formler, övningar

Till exempel kan det vara en mekanisk variation på grund av fuktabsorption av ämnet som fungerar som en sensor.

figur 2. Bácapa spiral coil hygrometer (metall - salt -impregnerat papper). Källa: Wikimedia Commons.

Den elektriska kapaciteten för två luftseparerade metallplattor kan förändras något på grund av fuktighetsvariationer i miljön.

Den elektriska resistiviteten hos vissa material kan också vara känsliga för miljöfuktighetsförändringar. Det är dessa egenskaper som används som fuktsensorer.

Det finns en viss typ av hygrometer som heter Psykrometer som beräknar fukt baserat på temperaturskillnaden på två termometrar: en av dem med den torra glödlampan och den andra med den fuktiga glödlampan.

Rod

Hygrometrar mäter i allmänhet luftens relativa fuktighet. Detta definieras som förhållandet mellan fukten i luften uppdelad mellan fuktigheten hos den mättade och multiplicerade luften med 100. Därför uttrycks den relativa fuktigheten bekvämt i en procentuell form.

En formel som möjliggör bestämning av relativ luftfuktighet är som följer:

R = 100* (PV / PVS)

I detta uttryck Pv Det är ångtrycket och Pvsar mättnadsånga tryck.

För att säkerställa att luften är mättad med vattenånga letar den efter Rocío -punkten. Detta är för att minska temperaturen till den punkten att luften inte medger mer vattenånga och börjar kondensera på kalla föremål som metaller och glas.

Måttet på fukt vid Dew Point är 100% på den relativa fuktskalan.

Specifik fuktighet

En annan mycket användbar storlek är Specifik fuktighet. Det definieras som mängden gram vattenånga per 1000 gram fuktig luft och för att bestämma det används följande förhållande:

Kan tjäna dig: Balanseringsvektor: Beräkning, exempel, övningar

W = 0.622 (PV / P)

Där PV är ångtrycket och P lufttrycket.

Praktiska exempel

- Exempel 1

I följande exempel kommer hygroskopiciteten hos en konstruktion tegel att bestämmas.

-Torr tegel vägs med en 0,5% precisionsbalans.

-Sedan är tegelsten nedsänkt en tid i vatten, sedan lämnas den 20 minuter tills eventuella överskott av vattenproblem. Efter detta väger den mättade tegelstenen.

-Hygroskopicitet Yo Det kommer att beräknas så här:

I = (mättad vikt - torrvikt) / torrvikt * 100%

- Exempel 2 (hemlagad experiment)

Följande experiment är en praktisk och visuell demonstration av hygroskopiciteten hos trä, det vill säga dess förmåga att absorbera vatten och producera utvidgning och krafter.

Fem träpinnar tas och de lämnar halvvägs, men utan att helt separera. Sedan är de ordnade i en cirkel som den som visas i följande figur:

Figur 3. Initial disposition av torra och trasiga pinnar i centrum. Källa: Raulexperiment.Bloggfläck.com

En droppe vatten i mitten placeras. Så snart droppen vatten faller i mitten av arrangemanget av träpinnar tenderar det att expandera på grund av adsorption (Det bör inte förväxlas med absorption) vatten genom träfibrerna.

På kort tid verkar Wood leva på grund av dess gradvisa expansion och efter ungefär 1 minut är resultatet som det som ses i följande figur.

Figur 4. Slutlig disposition av pinnarna på grund av fuktadsorption. Källa: Raulexperiment.Bloggfläck.com

Referenser

1. Bioestudio. 2 Nyckel till naturliga material. Hygroskopicitet och ångdiffusion. Hämtad från: Mirancaballebioestudio.com
2. Raulexperiment. Trä, anisotropi och hygroskopi: En stjärna är född. Hämtad från: Raulexperimentos.Bloggfläck.com
3. Tis. Hygroskopicy / sorptionsbeteende. Återhämtat sig från: tis-gdv.av
4. Wikipedia. Hygrometer. Återhämtad från: är.Wikipedia.com
5. Wikipedia. Hygroskopicitet. Återhämtad från: är.Wikipedia.com
6. Wikipedia. Absolut fuktighet. Återhämtad från: är.Wikipedia.com
7. Wikipedia. Luftfuktighet. Återhämtad från: är.Wikipedia.com
8. Wikipedia. Rod. Återhämtad från: är.Wikipedia.com
9. Wikipedia. Hygroskopi. Hämtad från: i.Wikipedia.com