HYGROSCOPICITY: KONSEPTO, HYGROSCOPIC NA SANGKAP, MGA HALIMBAWA - PISIKAL - 2025

Ang hygroscopicity ay ang pag-aari na pag-aari ng ilang mga sangkap na sumisipsip o nagpapatalsik ng mga molekula ng tubig sa o mula sa nakapaligid na kapaligiran. Ang isang hygroscopic na sangkap ay may kakayahang sumipsip (o paalisin) ang singaw ng tubig mula sa hangin sa paligid nito, hanggang sa maabot ang isang tiyak na kahalumigmigan ng balanse o hanggang sa maubos ang sangkap.

Ang bawat sangkap ay may katangian na balanse ng balanse. Kapag ang kapaligiran ay may ganitong antas ng kahalumigmigan, ang bilis na kinukuha ng sangkap ang mga molekula ng kapaligiran ng tubig ay katumbas ng bilang ng mga molekula na inilabas.

Larawan 1. Ang Silica gel ay itinuturing na sangkap na hygroscopic. Pinagmulan: Pixabay.

Para sa bahagi nito, ang kahalumigmigan ng hangin ay dahil sa singaw ng tubig sa atmospera mula sa pagsingaw mula sa iba't ibang mga mapagkukunan tulad ng dagat, ilog, tubig sa lupa, paghinga at pagbagsak ng mga halaman at hayop, bukod sa iba pang mga mapagkukunan.

Ang halaga ng mga molekula ng singaw na napanatili sa hangin ay nakasalalay sa temperatura ng hangin. Ang mas mataas na temperatura, mas malaki ang pagpapanatili ng mga molekula ng tubig sa hangin. Ngunit kung ang halumigmig na kahalumigmigan ay higit sa kahalumigmigan ng balanse ng isang tiyak na materyal, kung gayon ang materyal ay kukuha ng mga molekula ng tubig mula sa kapaligiran.

Ang mga materyales at sangkap na may mababang kahalumigmigan na balanse ay ginagamit bilang mga drier ng silid, ito ang kaso ng silica gel na ipinakita sa figure 1 at ng calcium chloride.

Mga hygroscopic na sangkap

Ang mga sangkap na kumukuha ng singaw ng tubig mula sa hangin o likido na nakapaligid sa kanila ay mga hygroscopic na sangkap at ginagamit bilang mga desiccant sa kapaligiran, tulad ng sinabi namin.

Tulad ng para sa mekanismo ng pagkilos ng mga hygroscopic na sangkap, karaniwang may dalawang uri:

-Ang mga molekula ng tubig ay nakulong sa mala-kristal na istraktura ng sangkap, nang walang reaksyon na chemically kasama nito.

-Ang reaksyon ng kemikal ay nangyayari sa pagitan ng mga molekula ng tubig at sangkap na pinag-uusapan.

Sa unang kaso mayroong sodium sulfate, habang sa pangalawang kaso mayroong mga alkali na metal at hydrides, na gumanti nang malakas sa tubig.

Iba pang mga hygroscopic na sangkap o materyales ay:

-Paper

-Mga cotton fibers

-Kahoy

-Sugar

-Honey

-May mga alkohol tulad ng ethanol at methanol

-Sale tulad ng sodium hydroxide, calcium chloride, sodium chloride.

Ang ilan sa mga hygroscopic na sangkap ay may posibilidad na matunaw sa tubig na kanilang sinipsip, tulad ng mga asing-gamot, asukal o pulot. Ang isang sangkap na natutunaw sa tubig na kinukuha mismo ay tinatawag na isang delikado na sangkap.

Coefficient ng pagpapalawak ng hygroscopic

Ang mga materyales o sangkap na humuhulog ng kahalumigmigan ay maaaring mapalawak, sa kasong ito na nagdudulot ng mga stress o strain sa mga nakapalibot na materyales. Ganito ang kaso ng mga lumang baterya na nakakakuha ng nakapaligid na kahalumigmigan, nagpapalawak at sumabog ang kanilang mga pakete.

Ang isa pang katulad na kaso ay nangyayari sa nakalamina na mga takip ng mga libro, na binubuo ng isang mukha ng karton na sumisipsip ng kahalumigmigan, habang ang plastic film ay hindi. Sa isang napaka-mahalumigmig na kapaligiran ang karton ay sumisipsip ng tubig at nagpapalawak, na nagreresulta sa paglabas ng takip sa labas.

Ang katangian na inilarawan sa nakaraang talata, ng pagkakaiba-iba ng paglulubog sa pamamagitan ng hydration ng dalawang magkakaibang mga materyales, ay ginamit para sa pagtatayo ng mga instrumento upang masukat ang kahalumigmigan sa kapaligiran, tulad ng hygrometer.

Ang hygrometer

Ang hygrometer ay ang instrumento na ginamit upang masukat ang nakapaligid na halumigmig. Ang mga instrumento na idinisenyo para sa hangaring ito ay gumawa ng isang hindi tuwirang pagsukat ng nakapaligid na kahalumigmigan.

Halimbawa, maaaring ito ay isang pagkakaiba-iba ng makina dahil sa pagsipsip ng kahalumigmigan ng sangkap na nagsisilbing isang sensor.

Larawan 2. Bilayer spiral coil hygrometer (metal - papel na pinapagbinhi ng asin). Pinagmulan: Wikimedia Commons.

Ang de-koryenteng kapasidad ng dalawang metal plate na pinaghiwalay ng hangin ay maaaring magbago nang bahagya, dahil sa mga pagkakaiba-iba sa kahalumigmigan sa kapaligiran.

Ang de-koryenteng resistivity ng ilang mga materyales ay maaari ding maging sensitibo sa mga pagbabago sa nakapaligid na kahalumigmigan. Ito ang mga katangian na ginagamit bilang sensor ng kahalumigmigan.

Mayroong isang partikular na uri ng hygrometer na tinatawag na isang psychrometer na kinakalkula ang kahalumigmigan batay sa pagkakaiba ng temperatura ng dalawang thermometer: ang isa ay may tuyong bombilya at ang isa pa kasama ang basa na bombilya.

RH

Sa pangkalahatan ay sinusukat ng mga Hydrometer ang kamag-anak na kahalumigmigan ng hangin. Ito ay tinukoy bilang ang quotient sa pagitan ng kahalumigmigan ng hangin na hinati ng kahalumigmigan ng saturated air at pinarami ng 100. Samakatuwid, ang kamag-anak na kahalumigmigan ay madaling ipinahayag bilang isang porsyento.

Ang isang pormula na nagpapahintulot sa pagpapasiya ng kamag-anak na kahalumigmigan ay ang mga sumusunod:

Sa expression na ito si Pv ay ang singaw presyon at Pvs ang saturation vapor pressure.

Upang matiyak na ang hangin ay puspos ng singaw ng tubig, hinahanap ang punto ng hamog. Ito ay binubuo ng pagbabawas ng temperatura sa isang punto na ang hangin ay hindi umamin ng mas maraming singaw ng tubig at nagsisimula na magbigay ng kahulugan sa mga malamig na bagay tulad ng mga metal at baso.

Ang pagsukat ng kahalumigmigan sa punto ng hamog ay 100% sa kamag-anak na sukat ng halumigmig.

Tukoy na kahalumigmigan

Ang isa pang napaka kapaki-pakinabang na dami ay ang tiyak na kahalumigmigan. Ito ay tinukoy bilang ang bilang ng gramo ng singaw ng tubig bawat 1000 gramo ng kahalumigmigan na hangin at ang sumusunod na relasyon ay ginagamit upang matukoy ito:

- Halimbawa 2 (eksperimento sa tahanan)

Ang sumusunod na eksperimento ay isang praktikal at visual na pagpapakita ng hygroscopicity ng kahoy, iyon ay, ng kakayahang sumipsip ng tubig at makagawa ng pagpapalawak at mga puwersa.

Kumuha ng limang kahoy na toothpick at hatiin ito sa kalahati, ngunit nang walang ganap na paghihiwalay. Pagkatapos ay inayos sila sa isang bilog tulad ng ipinakita sa sumusunod na pigura:

Larawan 3. Paunang pag-aayos ng tuyo at sirang mga toothpick sa kanilang sentro. Pinagmulan: raulexperimentos.blogspot.com

Ang isang patak ng tubig ay inilalagay sa gitna. Sa sandaling ang pagbagsak ng tubig ay nahuhulog sa gitna ng pag-aayos ng mga kahoy na stick, malamang na mapalawak ito dahil sa adsorption (hindi malito sa pagsipsip) ng tubig sa pamamagitan ng mga hibla ng kahoy.

Sa isang maikling panahon ang kahoy ay tila nabubuhay dahil sa unti-unting pagpapalawak nito at pagkatapos ng humigit-kumulang na 1 minuto, ang resulta ay tulad ng nakikita sa sumusunod na pigura.

Larawan 4. Pangwakas na pagtatapon ng mga toothpick dahil sa pagsipsip ng kahalumigmigan. Pinagmulan: raulexperimentos.blogspot.com

Mga Sanggunian

1. Biostudy. 2 mga susi ng likas na materyales. Hygroscopicity at pagsabog ng singaw. Nabawi mula sa: mirencaballerobioestudio.com
2. raulexperiment. Kahoy, anisotropy at hygroscopy: ipinanganak ang isang bituin. Nabawi mula sa: raulexperimentos.blogspot.com
3. TIS. Hygroscopicity / nakakagulat na pag-uugali. Nabawi mula sa: tis-gdv.de
4. Wikipedia. Hygrometer. Nabawi mula sa: es.wikipedia.com
5. Wikipedia. Hygroscopicity. Nabawi mula sa: es.wikipedia.com
6. Wikipedia. Ganap na kahalumigmigan. Nabawi mula sa: es.wikipedia.com
7. Wikipedia. Kahalumigmigan ng hangin. Nabawi mula sa: es.wikipedia.com
8. Wikipedia. RH. Nabawi mula sa: es.wikipedia.com
9. Wikipedia. Hygroscopy. Nabawi mula sa: en.wikipedia.com