Uborka kémia: nedvesség megkötése szárítószerekkel

Dehidratáló tudományos projekt a Science Buddies-tól

"data-newsletterpromo_article-image =" https://static.scientificamerican.com/sciam/cache/file/CF54EB21-65FD-4978-9EEF80245C772996_source.jpg "data-newsletterpromo_article-button-text =" Regisztráció "data-newsletterpromo button-link = "https://www.scientificamerican.com/page/newsletter-sign-up/?origincode=2018_sciam_ArticlePromo_NewsletterSignUp" name = "articleBody" itemprop = "ArticleBody">

Kulcsfogalmak
Anyagtudomány
Étel tudomány
Kémia
Vízelnyelés

Bevezetés
Nedvesített már valaha egy elektronikus eszközt, és abbahagyta a működését? Nagyon jó lenne, ha valahogy kiszáríthatnád, mielőtt a belső részek megsérülnének, igaz? Valójában vannak olyan anyagok, amelyek képesek felszívni a vizet a környezetükből. Észrevehette, amikor új cipőt, elektronikát vagy marhahúst vásárol, hogy gyakran van benne egy kis csomag, figyelmeztetéssel: "szilikagél, ne egyél". Ez a kis zacskó gél megvédi a terméket a kisebb vízkárosodásoktól, például nagyon párás állapotban. Képzelje el, hogy rángatózója nedves és nyálkás - nem olyan textúrájú, mint amire számított!

Ebben a szórakoztató tevékenységben egy uborkát használ annak feltárására, hogy a különböző anyagok hogyan tudják felszívni a vizet a környezetükből. Meglepődhet, hogy az uborka hogyan változik, ha sónak, cukornak vagy sütőpornak van kitéve. És rájössz, hogyan tudna megmenteni egy elektronikus eszközt legközelebb, amikor nedves lesz!

Háttér
Néhány anyag vagy anyag vonzhatja a vizet a környező környezetéből - ezeket higroszkóposnak nevezik. Az általuk elnyelt vízmolekulák vagy befoghatnak az anyag pórusaiba, gyengén kötődnek az anyag molekuláihoz, vagy „kristályosodási vizet” képezhetnek, amely olyan víz, amely olyan vegyületek kristályszerkezetében található meg, mint például a só. Egyes vegyületek még annyi vizet is felszívnak, hogy folyékony oldatban oldódnak fel. Ezeket az anyagokat deliquescenteknek nevezzük.

De mire hasznos ez az egész? Valójában higroszkópos anyagok vannak körülötted. Néhány gyakori a fa, agyag és gyapjú. Mivel a higroszkópos anyagok olyan jó munkát végeznek a víz felszívásában, gyakran szárítószerként vagy szárítószerként használják őket, mint például a kis szilikagél csomagolásokat. Ezek hasznosak, ha egy terméket nagyon szárazon akar tartani. Annak megállapítására, hogy mennyire higroszkópos egy anyag, a tudósok a környezet relatív páratartalmától függően megmérik, hogy mennyi vizet szív fel. És most kipróbálhat néhány ilyen lenyűgöző anyagot otthon. Kezdjük, és vizsgáljuk meg, milyen konyhai anyagok képesek felszívni a vizet a környezetükből.

Anyagok

Uborka
Cukor
Sütőpor
Só
Konyhai mérleg (opcionális)
Kés (és felnőttek segítenek a használatában)
Négy kis tányér
Teáskanál
Óra vagy óra
Elég nagy lapos munkaterület az összes anyag felállításához

Készítmény

Vegyük a hámozatlan uborkát, és egy felnőtt segítségével vágjunk késsel négy azonos méretű darabot. A szeleteknek körülbelül 0,5 centiméter vastagnak kell lenniük. Hogyan néz ki az uborkaszelet? Nagyon nedves? Milyen érzés, amikor megérinti? Ropogósnak, keménynek vagy pofásnak érzi magát? Ha felveszi, megtartja-e a merevségét?
Ha van konyhai mérlege, lemérheti az uborkaszeletek mindegyikét, és felírhatja az egyes szeletek súlyát.
Tegye mindegyik szeletet egy másik tányérra; minden szelet most más kezelést kap.

Eljárás

Megfigyelések és eredmények
Megfigyelte, hogy az uborka szeletek zsugorodnak? A friss uborkának nagyon ropogósnak és nedvesnek kellett volna maradnia a megfigyelt 30 perc alatt. Az uborka 96 százaléka ugyanis valóban víz. A tetején lévő sóval, cukorral vagy sütőporral ellátott szeleteknél észre kellett volna vennie, hogy az idő múlásával az anyagok nedvesek lettek, és felszívták az uborka vizet. Valószínűleg a tevékenység során leggyakrabban a sót kellett kicserélnie. 30 perc elteltével a kísérleti uborkaszeleteknek el kellett volna fogyniuk, és a szeletek vékonyabbak és sokkal hasábbak lehetnek a kontroll szelethez képest. Lehet, hogy ezek a szeletek némelyike még kisebbnek is látszik.

Az uborka zsugorodásának valójában több oka is van. Az egyik a tesztelt anyagok higroszkópos tulajdonsága. A só erősen képes felszívni a vizet a környezetéből. Körülbelül 75 százalékos relatív páratartalom felett a só lazítóvá válik, vagyis annyi vizet vesz fel, hogy megoldássá válik. A cukor szintén higroszkópos; gyenge kötéseket képez a környezetében lévő vízmolekulákkal. Valójában ez a tulajdonság nagyon hasznos sütemények és sütik sütésekor. Észrevetted már, hogy egy ropogós süti rágóssá válik, miután egy időre kimarad? A cukor ugyanis elnyeli a levegőből a vizet, ami nedvesíti a sütit. Bár a szódabikarbóna kevésbé higroszkópos, az uborkaszelet, amelyen szódabikarbóna van, még mindig fogyhatott, ami azt jelenti, hogy a sütőpor képes felszívni egy kis vizet az uborkából.

A higroszkópia mellett az ozmózis is hozzájárul az uborka megfigyelt vízvesztéséhez. Az uborka belsejében lévő víz nem tartalmaz sok sót vagy cukrot, de a szelet tetején lévő víz nagy koncentrációban tartalmaz sót vagy cukrot. Ennek az egyensúlyhiánynak az ellensúlyozására az uborkasejtek belsejében lévő víz a sejtmembránon át a magas koncentrációjú só- vagy cukorvízbe kerül; ezt a folyamatot ozmózisnak nevezzük. Ez az oka annak is, hogy ilyen szomjas leszel sok sós és édes étel elfogyasztása után. Az ételben lévő magas só- vagy cukormennyiség "kihúzza" a sejtjeiben lévő vizet, ami az agy azt mondja, hogy igyál több vizet.

Most visszatérünk a kezdetekhez: Hogyan segíthet a higroszkópos elektronikai eszközön? Legközelebb, amikor egy eszköz nedves lesz, miután kikapcsolta és kívülről megszárította, próbálja meg egy légmentesen lezárt táskába tenni, és adjon hozzá egy nagyon higroszkópos anyagot. A sóval töltött teászsákok vagy azok a kis szilikagél csomagok higroszkópos ereje csak annyit tehet, hogy kiszárítja és újra működésbe hozza.

Takarítás
Ha komposztál, komposztálhatja az uborkaszeleteket. Ellenkező esetben az uborka szeleteket, sót, cukrot és sütőport a kukába lehet dobni.

Ez a tevékenység a Science Barátokkal együttműködve hozta el Önt