Il igroscopicità È la proprietà che alcune sostanze hanno di assorbire o espellere molecole d'acqua verso o dall'ambiente circostante. Una sostanza igroscopica ha la capacità di assorbire (o espellere) il vapore acqueo dall'aria circostante, fino al raggiungimento di un certo equilibrio di umidità o fino a quando la sostanza non è satura.
Ogni sostanza ha una caratteristica umidità di equilibrio. Quando l'ambiente ha questo grado di umidità, la velocità con cui la sostanza cattura le molecole ambientali dell'acqua, è uguale al numero di molecole rilasciate.
Da parte sua, l'umidità dell'aria è dovuta al vapore acqueo atmosferico derivante dall'evaporazione da varie fonti come il mare, i fiumi, l'acqua nel terreno, la respirazione e la traspirazione di piante e animali, tra le altre fonti..
La quantità di molecole di vapore trattenute nell'aria dipende dalla temperatura dell'aria. Maggiore è la temperatura, maggiore è la ritenzione delle molecole d'acqua nell'aria. Ma se l'umidità ambientale è superiore all'umidità di equilibrio di un determinato materiale, il materiale raccoglierà le molecole d'acqua dall'ambiente..
Materiali e sostanze che hanno una bassa umidità di equilibrio vengono utilizzati come essiccatori ambiente, questo è il caso del gel di silice mostrato in figura 1 e del cloruro di calcio..
Indice articolo
Le sostanze che catturano il vapore acqueo dall'aria o dal liquido che le circonda sono sostanze igroscopiche e vengono utilizzate come essiccanti ambientali, come abbiamo detto..
Per quanto riguarda il meccanismo d'azione delle sostanze igroscopiche, esistono fondamentalmente due tipi:
-Le molecole d'acqua sono intrappolate nella struttura cristallina della sostanza, senza reagire chimicamente con essa..
-Si verifica una reazione chimica tra le molecole d'acqua e la sostanza in questione.
Nel primo caso è presente il solfato di sodio, mentre nel secondo sono presenti i metalli alcalini e gli idruri, che reagiscono fortemente con l'acqua..
Altre sostanze o materiali igroscopici sono:
-Carta
-Fibre di cotone
-Legna
-zucchero
-Miele
-Alcuni alcoli come l'etanolo e il metanolo
-Sali come idrossido di sodio, cloruro di calcio, cloruro di sodio.
Alcune delle sostanze igroscopiche tendono a dissolversi nell'acqua che assorbono, come i sali, lo zucchero o il miele. Viene chiamata una sostanza che si dissolve nell'acqua catturata da sola sostanza deliquescente.
I materiali o le sostanze che intrappolano l'umidità possono espandersi, provocando in questo caso sollecitazioni o sollecitazioni sui materiali circostanti. È il caso delle vecchie batterie che catturano l'umidità ambientale, espandendo e facendo scoppiare il loro imballaggio.
Un altro caso simile si verifica con le copertine laminate dei libri, che consistono in una faccia di cartone che assorbe l'umidità, mentre il film plastico no. In un ambiente molto umido il cartone assorbe l'acqua e si espande, provocando il cedimento del coperchio verso l'esterno..
La caratteristica descritta nel paragrafo precedente, della dilatazione differenziale per idratazione di due materiali diversi, è stata utilizzata per la costruzione di strumenti per la misura dell'umidità ambientale, come l'igrometro..
L'igrometro è lo strumento utilizzato per misurare l'umidità ambientale. Gli strumenti progettati per questo scopo effettuano una misura indiretta dell'umidità ambientale.
Ad esempio, potrebbe essere una variazione meccanica dovuta all'assorbimento di umidità da parte della sostanza che funge da sensore..
La capacità elettrica di due piastre metalliche separate dall'aria può variare leggermente, a causa delle variazioni di umidità nell'ambiente..
La resistività elettrica di alcuni materiali può anche essere sensibile ai cambiamenti dell'umidità ambientale. Sono queste proprietà che vengono utilizzate come sensori di umidità.
C'è un particolare tipo di igrometro chiamato psicrometro che calcola l'umidità in base alla differenza di temperatura di due termometri: uno con bulbo secco e l'altro con bulbo umido.
Gli igrometri generalmente misurano l'umidità relativa dell'aria. Viene definito come il quoziente tra l'umidità dell'aria diviso per l'umidità dell'aria satura e moltiplicato per 100. Pertanto, l'umidità relativa è convenientemente espressa in percentuale..
Una formula che permette la determinazione dell'umidità relativa è la seguente:
r = 100 * (Pv / Pvs)
In questa espressione Pv è la pressione del vapore e Pvs pressione di vapore di saturazione.
Per garantire che l'aria sia satura di vapore acqueo, cercare punto di rugiada. Consiste nel ridurre la temperatura a un punto tale che l'aria non ammetta più vapore acqueo e inizi a condensare su oggetti freddi come metalli e vetro..
La misurazione dell'umidità al punto di rugiada è del 100% sulla scala dell'umidità relativa.
Un'altra quantità molto utile è il file umidità specifica. È definito come il numero di grammi di vapore acqueo per 1000 grammi di aria umida e per determinarlo viene utilizzata la seguente relazione:
w = 0,622 (Pv / P)
Dove Pv è la pressione del vapore e P la pressione dell'aria.
Nell'esempio seguente verrà determinata l'igroscopicità di un mattone da costruzione.
-Il mattone secco viene pesato con una scala con una precisione dello 0,5%.
-Il mattone viene quindi immerso per un po 'in acqua, quindi lasciato per 20 minuti fino a quando non viene rilasciata l'acqua in eccesso. Dopo questo il mattone saturo viene pesato.
-Igroscopicità io sarà calcolato in questo modo:
I = (peso saturo - peso a secco) / peso a secco * 100%
Il seguente esperimento è una dimostrazione pratica e visiva dell'igroscopicità del legno, cioè della sua capacità di assorbire acqua e produrre espansione e forze..
Prendi cinque stuzzicadenti di legno e spezzali a metà, ma senza separarli completamente. Sono quindi disposti in un cerchio come quello mostrato nella figura seguente:
Al centro viene posta una goccia d'acqua. Non appena la goccia d'acqua cade al centro della disposizione dei bastoncini di legno, tende ad espandersi per effetto del adsorbimentoda non confondere con l'assorbimento) dell'acqua attraverso le fibre di legno.
In poco tempo il legno sembra prendere vita per la sua graduale espansione e dopo circa 1 minuto il risultato è come quello visto nella figura seguente.
Nessun utente ha ancora commentato questo articolo.