- Hygroskopické látky
- Koeficient hygroskopickej expanzie
- Vlhkomer
- RH
- Merná vlhkosť
- - Príklad 2 (domáci experiment)
- Referencie
Hygroskopicita je vlastnosť vlastnil o niektoré látky absorbujú alebo molekuly Vytlačte vody do alebo z okolitého prostredia. Hygroskopická látka má schopnosť absorbovať (alebo vytlačiť) vodnú paru zo vzduchu okolo nej, až kým sa nedosiahne určitá rovnovážna vlhkosť alebo kým sa látka nenasýti.
Každá látka má charakteristickú rovnovážnu vlhkosť. Ak má prostredie taký stupeň vlhkosti, rýchlosť, s akou látka zachytáva environmentálne molekuly vody, sa rovná počtu uvoľnených molekúl.
Obrázok 1. Silikagél sa považuje za hygroskopickú látku. Zdroj: Pixabay.
Vlhkosť vzduchu je okrem iného spôsobená atmosférickými vodnými parami z odparovania z rôznych zdrojov, ako sú more, rieky, voda v zemi, dýchanie a transplantácia rastlín a živočíchov.
Množstvo molekúl pár zadržaných vo vzduchu závisí od teploty vzduchu. Čím vyššia je teplota, tým väčšie je zadržiavanie molekúl vody vo vzduchu. Ak je však okolitá vlhkosť nad rovnovážnou vlhkosťou určitého materiálu, materiál zachytí molekuly vody z prostredia.
Ako izbové sušiarne sa používajú materiály a látky, ktoré majú nízku rovnovážnu vlhkosť, čo je prípad silikagélu znázorneného na obrázku 1 a chloridu vápenatého.
Hygroskopické látky
Ako sme už povedali, látky, ktoré zachytávajú vodnú paru zo vzduchu alebo kvapaliny, ktorá ich obklopuje, sú hygroskopické látky a používajú sa ako vysúšadlá životného prostredia.
Pokiaľ ide o mechanizmus účinku hygroskopických látok, existujú v zásade dva typy:
- Molekuly vody sú zachytené v kryštalickej štruktúre látky bez toho, aby s ňou chemicky reagovali.
- Medzi molekulami vody a príslušnou látkou dochádza k chemickej reakcii.
V prvom prípade je to síran sodný, zatiaľ čo v druhom prípade sú to alkalické kovy a hydridy, ktoré silne reagujú s vodou.
Iné hygroskopické látky alebo materiály sú:
Papier vystupujúci
-Tetónové vlákna
-Wood
-cukr
-Med
- Niektoré alkoholy, ako je etanol a metanol
-Predaj ako hydroxid sodný, chlorid vápenatý, chlorid sodný.
Niektoré z hygroskopických látok majú tendenciu sa rozpúšťať vo vode, ktorú absorbujú, ako sú soli, cukor alebo med. Látka, ktorá sa rozpúšťa vo vode, ktorá sa absorbuje sama, sa nazýva delikvenčná látka.
Koeficient hygroskopickej expanzie
Materiály alebo látky, ktoré zachytávajú vlhkosť, sa môžu rozširovať, v tomto prípade spôsobujú namáhanie alebo namáhanie okolitých materiálov. To je prípad starých batérií, ktoré zachytávajú okolitú vlhkosť, rozširujú a praskajú ich obaly.
Ďalší podobný prípad sa vyskytuje pri laminovaných obaloch kníh, ktoré sa skladajú z lepenkovej plochy, ktorá absorbuje vlhkosť, zatiaľ čo plastová fólia to tak nie je. Vo veľmi vlhkom prostredí lepenka absorbuje vodu a rozširuje sa, čo vedie k klesaniu veka smerom von.
Charakteristika diferenciálnej dilatácie hydratáciou dvoch rôznych materiálov opísaná v predchádzajúcom odseku sa používa na konštrukciu prístrojov na meranie vlhkosti prostredia, ako je napríklad vlhkomer.
Vlhkomer
Vlhkomer je prístroj používaný na meranie okolitej vlhkosti. Prístroje určené na tento účel vykonávajú nepriame meranie okolitej vlhkosti.
Napríklad to môže byť mechanická zmena v dôsledku absorpcie vlhkosti látkou, ktorá slúži ako senzor.
Obrázok 2. Dvojvrstvový špirálový vlhkomer (kov - papier impregnovaný soľou). Zdroj: Wikimedia Commons.
Elektrická kapacita dvoch kovových dosiek oddelených vzduchom sa môže mierne meniť v dôsledku kolísania vlhkosti v prostredí.
Elektrický odpor určitých materiálov môže byť tiež citlivý na zmeny okolitej vlhkosti. Práve tieto vlastnosti sa používajú ako senzory vlhkosti.
Existuje určitý typ vlhkomeru nazývaný psychrometer, ktorý počíta vlhkosť na základe rozdielu teplôt dvoch teplomerov: jeden so suchou žiarovkou a druhý s mokrou žiarovkou.
RH
Vlhkomery všeobecne merajú relatívnu vlhkosť vzduchu. Toto je definované ako kvocient medzi vlhkosťou vzduchu vydelenou vlhkosťou nasýteného vzduchu a vynásobenou 100. Relatívna vlhkosť sa preto bežne vyjadruje v percentách.
Vzorec, ktorý umožňuje stanovenie relatívnej vlhkosti, je nasledujúci:
V tomto vyjadrení je Pv tlak pár a Pvs tlak nasýtených pár.
Aby sa zabezpečilo, že vzduch je nasýtený vodnou parou, vyhľadá sa rosný bod. Toto spočíva v znížení teploty na taký bod, že vzduch neprivádza viac vodnej pary a začne kondenzovať na studených predmetoch, ako sú kovy a sklo.
Meranie vlhkosti v rosnom bode je 100% na stupnici relatívnej vlhkosti.
Merná vlhkosť
Ďalším veľmi užitočným množstvom je špecifická vlhkosť. Definuje sa ako počet gramov vodnej pary na 1 000 gramov vlhkého vzduchu a na jej určenie sa používa tento vzťah:
- Príklad 2 (domáci experiment)
Nasledujúci experiment je praktickou a vizuálnou demonštráciou hygroskopickosti dreva, to znamená jeho schopnosti absorbovať vodu a vytvárať expanziu a sily.
Vezmite päť drevených špáradiel a rozdelte ich na polovicu, ale bez úplného oddelenia. Potom sú usporiadané do kruhu, aký je znázornený na nasledujúcom obrázku:
Obrázok 3. Počiatočné usporiadanie suchých a zlomených špáradiel v ich strede. Zdroj: raulexperimentos.blogspot.com
V strede je umiestnená kvapka vody. Len čo kvapka vody spadne do stredu usporiadania drevených tyčiniek, má tendenciu expandovať v dôsledku adsorpcie (nie zamieňať sa s absorpciou) vody vláknami dreva.
Zdá sa, že v krátkom čase ožije drevo v dôsledku jeho postupného rozširovania a po približne 1 minúte je výsledok zrejmý z nasledujúceho obrázku.
Obrázok 4. Konečné umiestnenie špáradiel v dôsledku adsorpcie vlhkosti. Zdroj: raulexperimentos.blogspot.com
Referencie
- Biostudy. 2 kľúče z prírodných materiálov. Hygroskopickosť a difúzia pár. Obnovené z: mirencaballerobioestudio.com
- raulexperiments. Drevo, anizotropia a hygroskopia: rodí sa hviezda. Obnovené z: raulexperimentos.blogspot.com
- TIS. Hygroskopickosť / prekvapujúce správanie. Získané z: tis-gdv.de
- Wikipedia. Vlhkomer. Obnovené z: es.wikipedia.com
- Wikipedia. Hygroskopicita. Obnovené z: es.wikipedia.com
- Wikipedia. Absolútna vlhkosť. Obnovené z: es.wikipedia.com
- Wikipedia. Vlhkosť vzduchu. Obnovené z: es.wikipedia.com
- Wikipedia. RH. Obnovené z: es.wikipedia.com
- Wikipedia. Hydroskopia. Obnovené z: en.wikipedia.com