- Zat higroskopis
- Koefisien ekspansi higroskopis
- Hygrometer
- RH
- Kelembaban khusus
- - Contoh 2 (Eksperimen rumah)
- Referensi
The hygroscopicity adalah properti yang dimiliki oleh zat tertentu menyerap atau molekul air mengusir ke atau dari lingkungan sekitarnya. Zat higroskopis memiliki kemampuan untuk menyerap (atau mengeluarkan) uap air dari udara di sekitarnya, hingga tercapai kesetimbangan kelembaban atau hingga zat menjadi jenuh.
Setiap zat memiliki kelembaban keseimbangan yang khas. Ketika lingkungan memiliki tingkat kelembapan ini, kecepatan zat menangkap molekul lingkungan air sama dengan jumlah molekul yang dilepaskan.
Gambar 1. Silica gel dianggap sebagai zat higroskopis. Sumber: Pixabay.
Kelembaban udara disebabkan oleh uap air di atmosfer dari penguapan dari berbagai sumber seperti laut, sungai, air di tanah, respirasi dan transpirasi tumbuhan dan hewan, di antara sumber-sumber lainnya.
Jumlah molekul uap yang tertahan di udara bergantung pada suhu udara. Semakin tinggi suhunya, semakin besar retensi molekul air di udara. Tetapi jika kelembaban ambien berada di atas kesetimbangan kelembaban suatu material, maka material tersebut akan mengambil molekul air dari lingkungan.
Bahan dan zat yang memiliki kesetimbangan kelembaban rendah digunakan sebagai pengering ruangan, seperti halnya silika gel yang ditunjukkan pada gambar 1 dan kalsium klorida.
Zat higroskopis
Zat yang menangkap uap air dari udara atau cairan yang mengelilinginya adalah zat higroskopis dan digunakan sebagai pengering lingkungan, seperti yang telah kami bahas sebelumnya.
Adapun mekanisme kerja zat higroskopis pada dasarnya ada dua jenis:
-Molekul air terperangkap dalam struktur kristal zat, tanpa bereaksi secara kimiawi dengannya.
Reaksi kimia terjadi antara molekul air dan zat yang dimaksud.
Dalam kasus pertama ada natrium sulfat, sedangkan dalam kasus kedua ada logam alkali dan hidrida, yang bereaksi kuat dengan air.
Zat atau bahan higroskopis lainnya adalah:
-Kertas
-Serat kapas
-Kayu
-Gula
-Madu
-Beberapa alkohol seperti etanol dan metanol
-Penjualan seperti natrium hidroksida, kalsium klorida, natrium klorida.
Beberapa zat higroskopis cenderung larut dalam air yang diserapnya, seperti garam, gula, atau madu. Zat yang larut dalam air yang terambil dengan sendirinya disebut zat pelarut.
Koefisien ekspansi higroskopis
Bahan atau zat yang memerangkap kelembapan dapat mengembang, dalam hal ini menyebabkan tekanan atau ketegangan pada bahan di sekitarnya. Begitulah kasus baterai lama yang menangkap kelembapan sekitar, mengembang dan merusak kemasannya.
Kasus serupa lainnya terjadi pada sampul buku yang dilaminasi, yang terdiri dari permukaan karton yang menyerap kelembapan, sedangkan film plastik tidak. Dalam lingkungan yang sangat lembab, karton menyerap air dan mengembang, mengakibatkan tutupnya kendur.
Karakteristik yang dijelaskan dalam paragraf sebelumnya, dari pelebaran diferensial dengan hidrasi dua bahan berbeda, telah digunakan untuk konstruksi instrumen untuk mengukur kelembaban lingkungan, seperti higrometer.
Hygrometer
Higrometer adalah instrumen yang digunakan untuk mengukur kelembapan lingkungan. Instrumen yang dirancang untuk tujuan ini melakukan pengukuran kelembapan lingkungan secara tidak langsung.
Misalnya, bisa jadi variasi mekanis karena penyerapan uap air oleh zat yang berfungsi sebagai sensor.
Gambar 2. Hygrometer kumparan spiral bilayer (logam - kertas diresapi dengan garam). Sumber: Wikimedia Commons.
Kapasitas listrik dua pelat logam yang dipisahkan oleh udara dapat sedikit berubah, karena variasi kelembapan di lingkungan.
Resistivitas listrik dari bahan tertentu juga bisa sensitif terhadap perubahan kelembaban sekitar. Properti inilah yang digunakan sebagai sensor kelembaban.
Ada jenis higrometer tertentu yang disebut psikrometer yang menghitung kelembaban berdasarkan perbedaan suhu dua termometer: satu dengan bola kering dan yang lainnya dengan bola basah.
RH
Higrometer umumnya mengukur kelembaban relatif udara. Ini didefinisikan sebagai hasil bagi antara kelembapan udara dibagi dengan kelembapan udara jenuh dan dikalikan dengan 100. Oleh karena itu, kelembapan relatif mudah dinyatakan sebagai persentase.
Rumus yang memungkinkan penentuan kelembaban relatif adalah sebagai berikut:
Dalam ekspresi ini Pv adalah tekanan uap dan Pvs adalah tekanan uap saturasi.
Untuk memastikan udara jenuh dengan uap air, dilakukan pencarian titik embun. Ini terdiri dari penurunan suhu sedemikian rupa sehingga udara tidak memasukkan lebih banyak uap air dan mulai mengembun pada benda-benda dingin seperti logam dan kaca.
Pengukuran kelembaban pada titik embun adalah 100% pada skala kelembaban relatif.
Kelembaban khusus
Kuantitas lain yang sangat berguna adalah kelembapan spesifik. Ini didefinisikan sebagai jumlah gram uap air per 1000 gram udara lembab dan hubungan berikut digunakan untuk menentukannya:
- Contoh 2 (Eksperimen rumah)
Eksperimen berikut adalah demonstrasi praktis dan visual dari higroskopisitas kayu, yaitu kemampuannya untuk menyerap air dan menghasilkan pemuaian dan gaya.
Ambil lima tusuk gigi kayu dan belah menjadi dua, tetapi tanpa memisahkan sepenuhnya. Mereka kemudian disusun dalam lingkaran seperti yang ditunjukkan pada gambar berikut:
Gambar 3. Susunan awal tusuk gigi yang kering dan patah di bagian tengahnya. Sumber: raulexperimentos.blogspot.com
Setetes air ditempatkan di tengah. Begitu tetesan air jatuh di tengah susunan batang kayu, ia cenderung mengembang karena adsorpsi (jangan disamakan dengan penyerapan) air melalui serat kayu.
Dalam waktu singkat kayu tampak hidup karena pemuaian bertahap dan setelah kira-kira 1 menit, hasilnya seperti yang terlihat pada gambar berikut.
Gambar 4. Disposisi akhir tusuk gigi karena adsorpsi kelembaban. Sumber: raulexperimentos.blogspot.com
Referensi
- Biostudy. 2 kunci bahan alami. Higroskopisitas dan difusi uap. Diperoleh dari: mirencaballerobioestudio.com
- raulexperiments. Kayu, anisotropi dan higroskopi: sebuah bintang lahir. Dipulihkan dari: raulexperimentos.blogspot.com
- TIS. Higroskopisitas / perilaku mengejutkan. Diperoleh dari: tis-gdv.de
- Wikipedia. Hygrometer. Diperoleh dari: es.wikipedia.com
- Wikipedia. Higroskopisitas. Diperoleh dari: es.wikipedia.com
- Wikipedia. Kelembaban mutlak. Diperoleh dari: es.wikipedia.com
- Wikipedia. Kelembaban udara. Diperoleh dari: es.wikipedia.com
- Wikipedia. RH. Diperoleh dari: es.wikipedia.com
- Wikipedia. Higroskopi. Diperoleh dari: en.wikipedia.com