У статті пояснюється, що таке гігроскопічність (або гігроскопія). Крім того, ви знайдете приклади гігроскопічних речовин та деякі застосування цієї хімічної властивості.
Що таке гігроскопічно?
Гігроскопічність , також звана гігроскопічність , – це властивість, яким володіють певні речовини, що дозволяє їм вбирати і виділяти вологу в залежності від середовища, в якому вони знаходяться.
Отже, гігроскопічна речовина – це речовина, здатна поглинати та виділяти вологу.
Пам'ятайте, що вологість повітря – це кількість води, яка є у навколишньому середовищі. Отже, коли речовина може поглинати та виділяти вологу, це означає, що вона може поглинати та виділяти воду з повітря.
Отже, рівноважна вологість – це характерне значення вологості кожної речовини, при якому вона не поглинатиме ні, ні виділяти вологу в навколишнє середовище. Так, якщо вологість навколишнього середовища вища за рівноважну, речовина набере вологу і стане мокрою. З іншого боку, якщо вологість навколишнього середовища нижче рівноважної, речовина втратить вологу та висохне.
З іншого боку, гігрометрія пов'язана з поняттям гігроскопічності, оскільки це частина фізики, що вивчає вологість та її вплив.
гігроскопічні матеріали
Враховуючи визначення гігроскопічності, наведено нижче прикладів гігроскопічних матеріалів чи сполук :
- Сірчана кислота (H 2 SO 4 ): Корозійна хімічна сполука, що має безліч застосувань.
- Хлорид кальцію (CaCL 2 ): неорганічна хімічна сполука, що широко використовується в медицині.
- Хлорид магнію (MgCl 2 ): мінеральне з'єднання, здатне поглинати велику кількість води.
- Хлорид натрію (NaCl): кухонна сіль, що використовується в основному як приправа до їжі.
- Силікагель: використовується для зниження вологості у закритих приміщеннях.
- Гідроксид натрію (NaOH): речовина, що широко використовується в промисловості, наприклад, при виробництві паперу, тканин та миючих засобів.
- Мед: речовина, що виробляється бджолами та використовується в їжу.
- Сульфат міді (II) (CuSO 4 ): неорганічна сполука, основне застосування якої посідає сільське господарство і тваринництво.
- Оксид фосфору (V) (P 4 O 10 ): надзвичайно гігроскопічна речовина, її зазвичай використовують для сушіння газів.
- Оксид кальцію (caO): речовина, що утворюється в результаті випалу гірських порід, що широко використовується в будівельній сфері.
Не всі гігроскопічні матеріали однаково реагують на вологість. Деякі хімічні сполуки, такі як гідриди або лужні метали, реагують хімічно з водою. З іншого боку, існують речовини, здатні утримувати воду у своїй кристалічній структурі, наприклад, сіль. Аналогічно, вода з навколишнього середовища може бути поглинена за допомогою процесу адсорбції.
Слід зазначити, що гігроскопічність матеріалу може змінюватись в залежності від багатьох аспектів. Наприклад, було показано, що гігроскопічність деревини залежить, окрім інших факторів, від віку дерева та температури.
гігроскопічні застосування
Гігроскопічність є дуже важливою властивістю в деяких галузях техніки. Наприклад, необхідно враховувати гігроскопічність матеріалів, вибраних для виготовлення конструкції, адже від неї залежатиме вологість повітря у приміщеннях.
Ще одним прикладом корисності гігроскопії є гігроскопії – інструменти, що використовуються для вимірювання вологості довкілля. Таким чином, робота гігроскопа заснована на гігроскопічному властивості деяких речовин, дуже чутливих до зміни вологості.
З іншого боку, в лабораторіях як осушувачі використовують і гігроскопічні речовини. Якщо ви хочете висушити невелику кількість матеріалу за кімнатної температури, використовуйте гігроскопічний вологопоглинач, який назавжди видаляє вологу. Таким чином досягається поступове висихання без необхідності нагрівання речовини, що могло б призвести до її розкладання.
Гігроскопічність (Від др.-грец. ὑγρός «вологий» + σκοπέω «спостерігаю») – здатність деяких речовин поглинати водяні пари з повітря.
Прикладами гігроскопічних речовин є мед, етанол, метанол, гліцерин, концентрована сірчана кислота, концентрований розчин гідроксиду натрію, безводний хлорид кальцію.
Через наявність водяної пари в атмосфері, гігроскопічні матеріали повинні зберігатися в запечатаних контейнерах. Для зберігання гігроскопічних речовин у лабораторії можна використовувати ексікатор.
Гігроскопічність силікагелю використовується для зниження вологості предметів, що знаходяться поруч: електроніки, одягу, взуття.
Різні матеріали та сполуки мають гігроскопічні властивості, що може призвести до шкідливих ефектів, на кшталт концентрації напруг у композиційних матеріалах.Вплив навколишньої вологості на матеріали або сполуки можна врахувати коефіцієнтом гігроскопічного розширення (КГР) або коефіцієнтом гігроскопічного стиснення (КГС) – відмінність між ними визначається здатністю речовин до зміни обсягу під дією вологості та враховується у формулах у вигляді знака.
Найпоширенішим прикладом, на якому можна продемонструвати це явище, є книги в м'якій обкладинці. У відносно сирому місці обкладинка книги скручуватиметься. Це пов'язано з тим, що неламінована сторона обкладинки поглинає більше вологи, ніж ламінована, і його площа збільшується. Це викликає напругу, яка згинає обкладинку у бік ламінування. Аналогію можна побачити у біметалевих пластинах.
Пов'язані поняття
Соляна кислота (також хлороводнева, хлористоводнева кислота) – розчин хлороводню (HCl) у воді, сильна одноосновна кислота. Безбарвна, прозора, їдка рідина, що «димиться» на повітрі (технічна соляна кислота — жовтуватого кольору через домішки заліза, хлору та ін.). У концентрації близько 0,5 % є у шлунку людини. Солі соляної кислоти називаються хлоридами.
Хлорна кислота HClO4 — одноосновна кислота, одна з найсильніших (у водному розчині, pK ≈ −10), безводна — виключно сильний окисник, оскільки містить хлор окиснення +7.
Хромова кислота – кристалічна речовина червоного кольору. Фарбує розчин у жовтий колір. Виділено у вільному стані при охолодженні насичених водних розчинів хромату. Хімічна формула H2CrO4. Солі хромової кислоти називаються хроматами. Токсічна, канцерогенна.
Гідра́ти (від грец. ὕδωρ «вода») — продукти приєднання води до неорганічних та органічних речовин.
Йодоводень HI – безбарвний задушливий газ (за нормальних умов), сильно димить на повітрі. Добре розчинний у воді, утворює азеотропну суміш Ткіп 127 °C і концентрацією HI 57 %. Нестійкий, розкладається за 300 °C.
Згадки у літературі
Комову вапно необхідно тримати в сухому місці і не менше ніж в 50 см від рівня земля, оскільки вона відрізняється підвищеною гігроскопічності, тому в сирих приміщеннях або просто неба вбирає вологу з повітря і мимоволі гаситься. Найкраще зберігається вапняне тісто, одержуване в результаті гасіння комової вапна. У такому вигляді і за відповідних умов вона може бути дуже довго, причому не тільки не втрачаючи своїх властивостей, а, навпаки, покращуючи їх.
Роблячи міцним барвистий шар, відновлюючи його адгезію до штукатурного грунту, ці матеріали не оберігають мальовничий шар від намокання при конденсації вологи на поверхні стін і не зменшують їх гігроскопічність. Це означає, що в найбільш несприятливих умовах – при випаданні конденсату в неопалюваних спорудах і підвищенні вологості повітря через скупчення народу в храмах під час служби – стінопис може адсорбувати вологу, намокати, притягати до себе бруд і кіптяву, втрачати властивості міцності у зволоженому стані .
Стан деревини, при якому клітинні оболонки містять максимальну кількість зв'язаної вологи, а в порожнинах клітин знаходиться лише повітря, називається межею гігроскопічності. Відповідна вологість при температурі 20 °C становить 30 % і ніяк не визначається породою деревини.
Пил зазвичай містить різні солі, що мають гігроскопічність і здатність поглинати атмосферну вологу.
Бурі вугілля діляться за максимальною вологоємністю (в розрахунку на беззольну масу Wafmax) на 3 групи: 1Б (Wafmax > 50%), 2Б (30? Wafmax? 50) і ЗБ (Wafmax 40%), неспеклий коксовий залишок і висока гігроскопічність. У цьому вугіллі менше (порівняно з кам'яним вугіллям) вуглецю і більше кисню. При сушінні на повітрі бурі вугілля втрачають механічну міцність і розтріскуються. Їх недоліком є і підвищена схильність до самозаймання під час зберігання складі.
Пов'язані поняття (продовження)
Плавікова кислота (фтороводнева кислота, фтористоводнева кислота, гідрофторидна кислота) – водний розчин фтороводню (HF). Промисловістю випускається у вигляді 40% (частіше), а також 50% та 72% розчинів. Назва «плавикова кислота» походить від плавикового шпату, з якого одержують фтороводород. Солі плавикової кислоти називають фторидами, всі розчинні у воді фториди токсичні.
Ортофосфорна кислота (фосфорна кислота) – неорганічна кислота середньої сили з хімічною формулою H3PO4, яка за стандартних умов є безбарвними гігроскопічними кристалами. Зазвичай ортофосфорною (або просто фосфорною) кислотою називають 85% водний розчин (безбарвна сиропоподібна рідина без запаху). Розчинна в етанолі та інших розчинниках.
Амоній – поліатомний катіон з хімічною формулою NH4+. Амоній з аніонами утворює солі амонію, амонієві сполуки, останні входять у великий клас онієвих сполук. Іон амонію NH4+ є правильним тетраедром з азотом у центрі та атомами водню у вершинах тетраедра. Розмір іона – 1,43 Å.
Йодновата кислота – хімічна сполука з формулою HIO3, сильна одноосновна кислота.Безбарвна кристалічна речовина, зі скляним блиском і гіркувато-кислим смаком, стійка за нормальної температури. Легко утворюється в кристалічному стані у вигляді двох різних форм, що не переходять одна в одну, ромбічної сингонії.
Селеніста кислота – неорганічна хімічна сполука селену, кислота. Хімічна формула H2SeO3.
Марганцова кислота – сильна, нестабільна, неорганічна кислота фіолетово-червоного кольору з хімічною формулою HMnO4. У чистому вигляді не виділено, існує у вигляді розчину. Солі марганцової кислоти називаються перманганати. Аніон MnO4-забарвлює солі в малиново-фіолетовий колір. Найвідомішим похідним марганцової кислоти є перманганат калію (марганцівка).
Серна кислота H2SO4 – сильна двоосновна кислота, що відповідає вищому ступеню окислення сірки (+6). За звичайних умов концентрована сірчана кислота — важка масляниста рідина без кольору та запаху, із сильнокислим «мідним» смаком. У техніці сірчаною кислотою називають її суміші як із водою, і з сірчаним ангідридом SO3. Якщо молярне відношення SO3: H2O 1 — розчин SO3 у сірчаній кислоті (олеум).
Лужні метали – елементи 1-ї групи періодичної таблиці хімічних елементів (за застарілою класифікацією – елементи головної підгрупи I групи): літій Li, натрій Na, калій K, рубідій Rb, цезій Cs, францій Fr, унуненний Uue. При розчиненні лужних металів у воді утворюються розчинні гідроксиди, які називаються лугами.
Тетрагідрофуран (тетраметиленоксид, фуранідин, оксолан) – хімічна речовина, циклічний простий ефір. Безбарвна легколетюча рідина з характерним «ефірним» запахом. Важливий апротонний розчинник. Широко застосовується у органічному синтезі.Хімічна формула: C4H8O.
Азотна кислота (HNO3) – сильна одноосновна кислота. Тверда азотна кислота утворює дві кристалічні модифікації з моноклінною та ромбічною гратами.
Петролейний ефір (нафтовий ефір, олія Шервуда) – суміш легких аліфатичних вуглеводнів (пентанів і гексанів), що отримується з попутних нафтових газів та легких фракцій нафти. Безбарвна рідина з температурою кипіння 40-70 ° C (легкий) і 70-100 ° C (важкий), і з щільністю 0650-0695 г/см3. Петролейний ефір – розчинник жирів, олій, смол та ін. Також використовується як паливо для бензинових запальничок та каталітичних грілок. Часто використовується як елюент (рухомий фази) в рідинній хроматографії.
Вольфрамова кислота – моногідрат триоксиду вольфраму – WO3 · H2O, всупереч часто поширеній думці формула H2WO4 не відповідає дійсної структури сполуки. Вперше кислота була отримана Карлом Вільгельмом Шееле у 1781 році.
Борна кислота (ортоборна кислота або лат. acidum Boricum) – слабка, одноосновна кислота Льюїса, що часто використовується як інсектицид, антисептик, вогнезахисний склад, поглинач нейтронів або попередника для отримання інших хімічних складів.
Фтороводород (фтористий водень, гідрофторид, фторид водню, HF) – безбарвний токсичний газ (за стандартних умов) з різким запахом, при кімнатній температурі існує переважно у вигляді димеру H2F2, нижче 19,9 ° C – безбарвна рухлива летюча рідина. Змішується з водою у будь-якому відношенні з утворенням фтороводородної (плавикової) кислоти. Утворює з водою азеотропну суміш із концентрацією 35,4 % HF.
Бромновата кислота – неорганічна сполука, одноосновна кислота з формулою HBrO3, у вільному стані не виділена, існує в розчині – безбарвна (або злегка жовтувата) рідина з максимальною концентрацією до 50%, сильна кислота.
Миш'якова кислота – (ортомиш'якова кислота) H3AsO4, триосновна кислота середньої сили. Легко розчинна у воді, з розчинів кристалізується у вигляді кристалогідрату H3AsO4·0,5Н2O. Передбачається існування метамиш'якової (HAsO3) та піромиш'якової (H4As2O7) кислот. Кислота і всі її солі отруйні.
Щавельова кислота, також етандіова кислота – органічна сполука, двоосновна гранична карбонова кислота, з формулою HOOC-COOH, найпростіша двоосновна кислота, перший член гомологічного ряду двоосновних граничних карбонових кислот. Належить до сильних органічних кислот. Має всі хімічні властивості, характерні для карбонових кислот. Солі та складні ефіри щавлевої кислоти називаються оксалатами. У природі міститься у щавлі, ревені, карамболі та деяких інших рослинах.
Хлорид натрію або хлористий натрій (NaCl) – натрієва сіль соляної кислоти. Відомий у побуті під назвою кухонної солі, основним компонентом якої є. Хлорид натрію у значній кількості міститься у морській воді, надаючи їй солоний смак. Зустрічається у природі як мінералу галита (кам'яної солі). Чистий хлорид натрію є безбарвними кристалами, але з різними домішками його колір може приймати блакитний, фіолетовий, рожевий, жовтий або сірий відтінок.
Адукт (лат.adducto — створений, наведений) — продукт прямого приєднання молекул одна до одної в хімічній реакції, хімічна сполука AB, що утворюється в результаті взаємодії сполук A і B, при якій не відбувається відщеплення фрагментів. :1, але й у інших відносинах (наприклад, біс-аддукти щодо 2:1). «аддукт» зазвичай не містить поняття про певну структуру та характер хімічної.
Гідроксиди (гідроокиси, водокиси) – неорганічні сполуки, що містять у складі гідроксильну групу -OH Відомі гідроксиди майже всіх хімічних елементів; деякі з них зустрічаються в природі у вигляді мінералів.
Луги (у російській походить від слова "луг", можливо, похідне від того ж кореня, що і ін.-ісл. "skola" – "прати") – гідроксиди лужних, лужноземельних металів і деяких інших елементів, наприклад, талію. До луг відносяться добре розчинні у воді основи. металу.
Фосфорноватиста кислота (гіпофосфориста кислота, фосфінова кислота) (H(PН2O2) — правильне написання формули; H3PO2 — традиційне, але неточне написання формули, оскільки одноосновна кислота) — сильна одноосновна кислота Безбарвна тверда речовина, розчинна у воді,
Телуроводень (телуран) – бінарне неорганічне з'єднання водню і телуру з формулою H2Te являє собою при нормальних умовах безбарвний, горючий газ з дуже неприємним запахом (нагадує часниковий запах арсина).Дуже отруйний.
Солі – складні речовини, які у водних розчинах дисоціюють на катіони металів та аніони кислотних залишків. ІЮПАК визначає солі як хімічні сполуки, що складаються з катіонів та аніонів. Є ще одне визначення: солями називають речовини, які можуть бути отримані при взаємодії кислот та основ із виділенням води.
Молібденова кислота — неорганічна сполука, кислота, що містить кисень, утворена металом молібденом з формулою H2MoO4,
Стандартні умови для температури та тиску – значення температури та тиску, з якими співвідносяться значення інших фізичних величин, що залежать від тиску та температури. Прийняті в різних дисциплінах і різних організаціях точні значення тиску і температури в стандартних умовах можуть різнитися, тому вказівка значень фізичних величин (наприклад, молярного об'єму газу, електродного потенціалу, швидкості звуку тощо) без уточнення умов, в яких вони наводяться, може наводити .
Йодид калію (іодистий калій) – неорганічна сполука, калієва сіль йодоводородної кислоти з хімічною формулою KI. Безбарвна кристалічна сіль, що жовтіє на світлі. Широко використовується як джерело іодид-іонів. Менш гігроскопічна ніж йодид натрію. Застосовується в медицині як лікарський засіб, у сільському господарстві як добриво, а також у фотографії та аналітичній хімії.
Розчинність – здатність речовини утворювати з іншими речовинами однорідні системи – розчини, в яких речовина знаходиться у вигляді окремих атомів, іонів, молекул або частинок.Розчинність виражається концентрацією розчиненої речовини в її насиченому розчині або у відсотках, або у вагових або об'ємних одиницях, віднесених до 100 г або 100 см (мл) розчинника (г/100 г або см/100 см). Розчинність газів у рідині залежить від температури та тиску. Розчинність рідких та твердих.
Ацетон (диметилкетон, пропанон-2) – органічна речовина, що має формулу CH3-C(O)-CH3, найпростіший представник насичених кетонів.
Ацетонітрил (нітрил оцтової кислоти, етаннітрил, метилціанід) – органічна хімічна сполука з формулою CH3CN. Є безбарвною рідиною зі слабким ефірним запахом. Широко використовується в органічній хімії як розчинник.
Фторіди – хімічні сполуки фтору з іншими елементами. Фториди відомі всім елементів, крім гелію і неону. До фторидів відносять як бінарні сполуки — іонні фториди (солі фтороводородної кислоти та металів, ковалентні фториди перехідних металів у вищих ступенях окислення та фториди неметалів), так і складні неорганічні сполуки (фторангідриди кислот, комплексні фториди, гідрофториди металів, фторований).
Азотістоводнева кислота, азоімід (азидоводород), HN3 – кислота, з'єднання азоту з воднем. Безбарвна, летюча, надзвичайно вибухонебезпечна (вибухає при нагріванні, ударі або терті) отруйна рідина з різким запахом.
Оцтова кислота (етанова кислота) CH3COOH – органічна сполука, слабка, гранична одноосновна карбонова кислота. Солі та складні ефіри оцтової кислоти називаються ацетатами.
Хромати – солі хромової кислоти H2CrO4.Стійкі в нейтральному та лужному середовищі, у кислому середовищі оборотно переходять у дихромати – солі дихромової кислоти H2Cr2O7.
Тетрахлорметан (чотирьоххлористий вуглець, фреон-10, хладон-10) CCl4 – хлорорганічна сполука, галогеноалкан, безбарвна важка рідина, що за запахом нагадує хлороформ. Негорючий. Отруйний. Нерозчинний у воді, поєднується з більшістю органічних розчинників.
Гідроксид натрію (лат. Nátrii hydroxídum; інші назви – каустична сода, їдкий натр) – найпоширеніша луг, хімічна формула NaOH. У рік у світі виробляється та споживається близько 57 млн тонн їдкого натру.
Фосфориста кислота (фосфонова, H3PO3, H2(HPO3)) – двоосновна у водних розчинах, а формально триосновна кислота середньої сили.
Дихлорметан (метиленхлорид, хлористий метилен, ДХМ, CH2Cl2) – прозора легкорухлива і легколетюча рідина з характерним для галогенпохідних запахом. Вперше був синтезований в 1840 витримуванням суміші хлору з хлористим метилом на світлі.
Йодна кислота HIO4 (гексаоксоїодат (VII) водню, періодат Н5IO6) – слабка кислота, гігроскопічна кристалічна речовина.
Йодиди — бінарні сполуки йоду з меншими електронегативними елементами. Йодиди металів можуть розглядатися як солі йодоводородної кислоти HI.
Пірофо́рність (від грец. πῦρ «вогонь, жар» + грец. φορός «несучий») — здатність твердого матеріалу в дрібнороздробленому стані до самозаймання на повітрі за відсутності нагріву.
Згадки у літературі (продовження)
Гігроскопічність спричиняє деформацію, зміну розмірів та порушення міцності виробу.Єдиним засобом боротьби з поглинанням вологи є обробка дерев'яних виробів водовідштовхувальними засобами.
Лляні тканини – це дуже міцні, практично не розтягуються, що виробляються з лляної пряжі способом полотняного переплетення тканини з гладкою поверхнею та матовим блиском. Вони стійкі проти гниття і мають високу гігроскопічність, тобто здатність вбирати вологу при досить великому показнику воздухо- і теплопроникності і швидко віддавати її.
4-й етап – проклеювання паперу. Цей процес полягає у пропусканні паперу, що вийшов з папероробної машини, через механізми з барабанами, які підігріваються теплим повітрям. Проклеювання паперу призначене для підвищення його гладкості шляхом закріплення волокон (якщо папір погано проклеєний, верхні волокна здатні відокремлюватися і погіршувати його якість), зниження гігроскопічності та збільшення міцності. Для цього застосовують різні смоли, парафіни, крохмальні, карбоксиметилцелюлозні та інші клеї. Особливо важлива проклейка для таких видів паперу, які під час використання піддаються посиленому механічному або хімічному впливу, наприклад для офсетного, обкладинкового, картографічного, креслярського, письмового та інших видів паперу. За рівнем проклеювання виділяють 3 основних типи паперу: слабоклеєну, клеєну і висококлеєну.
3) Гігієнічні властивості, пов'язані зі створенням мікроклімату навколо тіла людини в процесі експлуатації (теплозахисності, водонепроникності, гігроскопічності, пиломісткості тощо).
Кальцієва селітра. Інші назви: нітрат кальцію, азотнокислий кальцій. Містить до 175% кальцію. Найкраще добриво для кореневих та позакореневих підживлень тепличних томатів для запобігання плодам від вершинної гнилі. Підлужує ґрунт.Висока розчинність, сильна гігроскопічність, хороша розсіювання в сухому вигляді. Не можна змішувати із суперфосфатом. Складається з гранул та лусочок. Зберігається тільки в герметичній тарі та сухому місці. Придатна під усі культури на кислих ґрунтах. Кальцій дуже легко засвоюється рослинами, а азот вимивається із ґрунту при рясних поливах.
Силікатна цегла може бути дірчастою і порожнистою. Він є кремнієво-вапняний штучний камінь білуватого кольору, який не піддають випалу. Як правило, таку цеглу використовують для спорудження стін, стовпів та перегородок внутрішніх приміщень. Застосовувати його для зведення душу, а також для будівництва печей та камінів не рекомендується, оскільки він має високу гігроскопічність.
Протизапальний ефект квасцової води заснований на їх в'яжучому дії, що підсушує. У великих концентраціях галун мають припікаючу і кровоспинну дію. Дезінфікуюча (знезаражуюча) властивість галунів пов'язана, по-перше, з тим, що вони знерухомлюють мікроорганізми, а по-друге, вхідний до їх складу алюміній має антимікробну дію. Завдяки своїй гігроскопічності галун поглинають вологу, шкірне сало, піт, діють протизапально, охолоджують шкіру і заспокоюють свербіж. Перелічені якості галунів дозволяють використовувати їх при різних захворюваннях шкіри та слизових оболонок.