higroscopicitate Este proprietatea pe care o au unele substanțe de a absorbi sau expulza moleculele de apă către sau din mediul înconjurător. O substanță higroscopică are capacitatea de a absorbi (sau expulza) vaporii de apă din aerul din jur, până când se atinge o anumită umiditate de echilibru sau până când substanța este saturată.
Fiecare substanță are o umiditate caracteristică de echilibru. Când mediul are acest grad de umiditate, viteza cu care substanța captează moleculele de apă din mediu este egală cu numărul de molecule eliberate.
La rândul său, umiditatea aerului se datorează vaporilor de apă atmosferici din evaporarea din diferite surse, cum ar fi marea, râurile, apa din pământ, respirația și transpirația plantelor și animalelor, printre alte surse..
Cantitatea de molecule de vapori reținute în aer depinde de temperatura aerului. Cu cât temperatura este mai mare, cu atât este mai mare reținerea moleculelor de apă în aer. Dar dacă umiditatea ambientală este peste umiditatea de echilibru a unui anumit material, atunci materialul va prelua moleculele de apă din mediu..
Materialele și substanțele care au o umiditate scăzută de echilibru sunt utilizate ca uscătoare de cameră, acesta este cazul silicagelului prezentat în figura 1 și al clorurii de calciu..
Indice articol
Substanțele care captează vaporii de apă din aer sau lichidul care le înconjoară sunt substanțe higroscopice și sunt folosite ca desecanți de mediu, așa cum am spus..
În ceea ce privește mecanismul de acțiune al substanțelor higroscopice, există practic două tipuri:
-Moleculele de apă sunt prinse în structura cristalină a substanței, fără a reacționa chimic cu aceasta..
-O reacție chimică are loc între moleculele de apă și substanța în cauză.
În primul caz există sulfat de sodiu, în timp ce în al doilea caz există metale alcaline și hidruri, care reacționează puternic cu apa..
Alte substanțe sau materiale higroscopice sunt:
-Hârtie
-Fibrele de bumbac
-Lemn
-Zahăr
-Miere
-Unii alcooli, cum ar fi etanolul și metanolul
-Săruri precum hidroxid de sodiu, clorură de calciu, clorură de sodiu.
Unele dintre substanțele higroscopice tind să se dizolve în apa pe care o absorb, precum sărurile, zahărul sau mierea. O substanță care se dizolvă în apa captată de ea însăși se numește substanță deliquescentă.
Materialele sau substanțele care prind umezeala se pot extinde, cauzând în acest caz tensiuni sau tulpini asupra materialelor din jur. Acesta este cazul bateriilor vechi care captează umiditatea ambiantă, extinzându-și ambalajul.
Un alt caz similar se întâmplă cu copertele laminate ale cărților, care constau dintr-o față de carton care absoarbe umezeala, în timp ce filmul de plastic nu. Într-un mediu foarte umed, cartonul absoarbe apa și se extinde, ducând la capacul lăsat spre exterior..
Caracteristica descrisă în paragraful anterior, a dilatării diferențiale prin hidratare a două materiale diferite, a fost utilizată pentru construirea instrumentelor de măsurare a umidității mediului, cum ar fi higrometrul..
Higrometrul este instrumentul utilizat pentru măsurarea umidității ambientale. Instrumentele proiectate în acest scop realizează o măsurare indirectă a umidității ambientale.
De exemplu, poate fi o variație mecanică datorată absorbției de umiditate de către substanța care servește ca senzor..
Capacitatea electrică a două plăci metalice separate de aer se poate modifica ușor, din cauza variațiilor de umiditate din mediu..
Rezistivitatea electrică a anumitor materiale poate fi, de asemenea, sensibilă la schimbările de umiditate ambientală. Aceste proprietăți sunt utilizate ca senzori de umiditate.
Există un anumit tip de higrometru numit psihrometru care calculează umiditatea pe baza diferenței de temperatură a două termometre: unul cu becul uscat și celălalt cu becul umed.
Higrometrele măsoară în general umiditatea relativă a aerului. Aceasta este definită ca coeficientul dintre umiditatea aerului împărțit la umiditatea aerului saturat și înmulțit cu 100. Prin urmare, umiditatea relativă este convenabil exprimată ca procent..
O formulă care permite determinarea umidității relative este următoarea:
r = 100 * (Pv / Pvs)
În această expresie Pv este presiunea vaporilor și Pvs presiunea vaporilor de saturație.
Pentru a vă asigura că aerul este saturat cu vapori de apă, căutați punct de condensare. Aceasta constă în reducerea temperaturii până la un astfel de punct încât aerul să nu admită mai mulți vapori de apă și începe să se condenseze pe obiecte reci precum metalele și sticla..
Măsurarea umidității la punctul de rouă este de 100% pe scara umidității relative.
O altă cantitate foarte utilă este umiditate specifică. Este definit ca numărul de grame de vapori de apă la 1000 de grame de aer umed și se folosește următoarea relație:
w = 0,622 (Pv / P)
Unde Pv este presiunea vaporilor și P presiunea aerului.
În exemplul următor se va determina higroscopicitatea unei cărămizi de construcție.
-Cărămida uscată este cântărită cu o scală de 0,5% precizie.
-Cărămida este apoi scufundată o perioadă în apă, apoi lăsată timp de 20 de minute până când se eliberează orice exces de apă. După aceasta se cântărește cărămida saturată.
-Higroscopicitate Eu se va calcula astfel:
I = (Greutate saturată - Greutate uscată) / Greutate uscată * 100%
Următorul experiment este o demonstrație practică și vizuală a higroscopicității lemnului, adică a capacității sale de a absorbi apă și de a produce expansiune și forțe..
Luați cinci scobitori din lemn și rupeți-le în două, dar fără a vă separa complet. Ele sunt apoi aranjate într-un cerc ca cel prezentat în figura următoare:
O picătură de apă este plasată în centru. De îndată ce picătura de apă cade în centrul aranjamentului bețelor de lemn, aceasta tinde să se extindă datorită adsorbţienu trebuie confundat cu absorbția) apei prin fibrele lemnoase.
În scurt timp, lemnul pare să prindă viață datorită expansiunii sale treptate și după aproximativ 1 minut, rezultatul este ca cel văzut în figura următoare.
Nimeni nu a comentat acest articol încă.