HYGROSKOPIČNOST: KONCEPT, HYGROSKOPICKÉ LÁTKY, PŘÍKLADY - FYZICKÝ - 2025

Hygroskopicita je vlastnost vlastnil o některé látky absorbují nebo molekuly Vytlačte vody do nebo z okolního prostředí. Hygroskopická látka má schopnost absorbovat (nebo vytlačovat) vodní páru ze vzduchu kolem ní, dokud není dosaženo určité rovnovážné vlhkosti nebo dokud není látka nasycena.

Každá látka má charakteristickou rovnovážnou vlhkost. Když prostředí má tento stupeň vlhkosti, rychlost, se kterou látka zachycuje environmentální molekuly vody, se rovná počtu uvolněných molekul.

Obrázek 1. Silikagel je považován za hygroskopickou látku. Zdroj: Pixabay.

Vlhkost vzduchu je kvůli atmosférickým vodním parám z odpařování z různých zdrojů, jako jsou moře, řeky, voda v zemi, dýchání a transpirace rostlin a zvířat, mimo jiné zdroje.

Množství molekul páry zadržených ve vzduchu závisí na teplotě vzduchu. Čím vyšší je teplota, tím větší je zadržování molekul vody ve vzduchu. Pokud je však okolní vlhkost nad rovnovážnou vlhkostí určitého materiálu, materiál bude odebírat molekuly vody z prostředí.

Jako pokojové sušičky se používají materiály a látky s nízkou rovnovážnou vlhkostí, jedná se o silikagel znázorněný na obrázku 1 a chlorid vápenatý.

Hygroskopické látky

Látky, které zachycují vodní páru ze vzduchu nebo kapalinu, která je obklopuje, jsou hygroskopické látky a používají se, jak jsme již řekli, jako ekologické vysoušedlo.

Pokud jde o mechanismus působení hygroskopických látek, existují v zásadě dva typy:

- Molekuly vody jsou zachyceny v krystalické struktuře látky, aniž by s ní chemicky reagovaly.

- Mezi molekulami vody a dotyčnou látkou dochází k chemické reakci.

V prvním případě je síran sodný, zatímco ve druhém případě existují alkalické kovy a hydridy, které silně reagují s vodou.

Další hygroskopické látky nebo materiály jsou:

-Papír

- Vlákna z vláken

-Dřevo

-Cukr

-Miláček

- Některé alkoholy, jako je ethanol a methanol

-Prodej jako hydroxid sodný, chlorid vápenatý, chlorid sodný.

Některé z hygroskopických látek mají tendenci se rozpouštět ve vodě, kterou absorbují, jako jsou soli, cukr nebo med. Látka, která se rozpustí ve vodě absorbovaná sama o sobě, se nazývá delikvenční látka.

Koeficient hygroskopické expanze

Materiály nebo látky, které zachycují vlhkost, se mohou rozšířit, v tomto případě způsobují napětí nebo napětí na okolních materiálech. To je případ starých baterií, které zachycují okolní vlhkost, rozšiřují a praskají jejich obaly.

Další podobný případ nastává u laminovaných obalů knih, které se skládají z kartonové plochy, která absorbuje vlhkost, zatímco plastová fólie ne. Ve velmi vlhkém prostředí lepenka absorbuje vodu a rozšiřuje se, což má za následek, že víko klesá ven.

Pro konstrukci přístrojů k měření vlhkosti prostředí, jako je vlhkoměr, byla použita charakteristika diferenciální dilatace hydratací dvou různých materiálů popsaná v předchozím odstavci.

Vlhkoměr

Vlhkoměr je přístroj používaný k měření okolní vlhkosti. Přístroje určené pro tento účel provádějí nepřímé měření okolní vlhkosti.

Například to může být mechanická změna v důsledku absorpce vlhkosti látkou, která slouží jako senzor.

Obrázek 2. Dvouvrstvý spirálový vlhkoměr (kov - papír napuštěný solí). Zdroj: Wikimedia Commons.

Elektrická kapacita dvou kovových desek oddělených vzduchem se může mírně měnit v důsledku změn vlhkosti prostředí.

Elektrický odpor některých materiálů může být rovněž citlivý na změny okolní vlhkosti. Právě tyto vlastnosti se používají jako senzory vlhkosti.

Existuje určitý typ vlhkoměru, který se nazývá psychrometr, který vypočítává vlhkost na základě teplotního rozdílu dvou teploměrů: jeden se suchou žárovkou a druhý s mokrou žárovkou.

RH

Vlhkoměry obecně měří relativní vlhkost vzduchu. Toto je definováno jako podíl mezi vlhkostí vzduchu děleným vlhkostí nasyceného vzduchu a vynásobený 100. Proto je relativní vlhkost obvykle vyjádřena v procentech.

Vzorec, který umožňuje stanovení relativní vlhkosti, je následující:

V tomto výrazu Pv je tlak par a Pvs tlak nasycených par.

Aby se zajistilo, že vzduch je nasycen vodní párou, prohledává se rosný bod. To spočívá ve snížení teploty do té míry, že vzduch nepřijímá více vodní páry a začne kondenzovat na chladných objektech, jako jsou kovy a sklo.

Měření vlhkosti v rosném bodě je 100% na stupnici relativní vlhkosti.

Měrná vlhkost

Dalším velmi užitečným množstvím je měrná vlhkost. Je definován jako počet gramů vodní páry na 1000 gramů vlhkého vzduchu a pro jeho stanovení se používá následující vztah:

- Příklad 2 (domácí experiment)

Následující experiment je praktickou a vizuální demonstrací hygroskopičnosti dřeva, tj. Jeho schopnosti absorbovat vodu a vytvářet expanzi a síly.

Vezměte pět dřevěných párátek a rozdělte je na polovinu, ale bez úplného oddělení. Poté jsou uspořádány do kruhu, jako je kruh zobrazený na následujícím obrázku:

Obrázek 3. Počáteční uspořádání suchých a zlomených párátků v jejich středu. Zdroj: raulexperimentos.blogspot.com

Do středu je umístěna kapka vody. Jakmile kapka vody spadne do středu uspořádání dřevěných tyčinek, má tendenci expandovat v důsledku adsorpce (nezaměňovat se s absorpcí) vody vlákny dřeva.

Zdá se, že v krátké době ožívá dřevo kvůli jeho postupnému rozšiřování a po přibližně 1 minutě je výsledek vidět na následujícím obrázku.

Obrázek 4. Konečné umístění párátka v důsledku adsorpce vlhkosti. Zdroj: raulexperimentos.blogspot.com

Reference

1. Biostudy. 2 klíče z přírodních materiálů. Hygroskopičnost a difúze par. Obnoveno z: mirencaballerobioestudio.com
2. raulexperiments. Dřevo, anizotropie a hygroskopie: zrodila se hvězda. Obnoveno z: raulexperimentos.blogspot.com
3. TIS. Hygroskopičnost / překvapivé chování. Obnoveno z: tis-gdv.de
4. Wikipedia. Vlhkoměr. Obnoveno z: es.wikipedia.com
5. Wikipedia. Hygroskopičnost. Obnoveno z: es.wikipedia.com
6. Wikipedia. Absolutní vlhkost. Obnoveno z: es.wikipedia.com
7. Wikipedia. Vlhkost vzduchu. Obnoveno z: es.wikipedia.com
8. Wikipedia. RH. Obnoveno z: es.wikipedia.com
9. Wikipedia. Hygroskopie. Obnoveno z: en.wikipedia.com