استرطاب

الاسترطاب (بالإنجليزية: Hygroscopy)‏ هي قدرة المادة على جذب جزيئات الماء من البيئة المحيطة سواء عن طريق الامتصاص أوالادمصاص ويتم ذلك بحدوث تغيير فيزيائي في المادة الماصة أوالمدمصمة عند تعلق جزيئات الماء فيها وذلك إما بزيادة الحجم أوالالتصاق أوغيرها من الخواص الفيزيائية. وهومختلف عن الخاصية الشعرية؛ العملية التي يجذب فيها الزجاج أومادة صلبة أخرى الماء، دون حتى يطرأ عليه أي تغيير (كأن تصبح جزيئات الماء معلقة بين جزيئات الزجاج). وتضم المواد المسترطبة ألياف السيليلوز (كالقطن والورق) والسكر والكراميل والعسل والغليسيرول والإيثانول والميثانول ووقود الديزل وحمض الكبريت والكثير من الأملاح بما فيها ملح الطعام ، والكثير من المواد الأخرى.

إن كلوريد الزنك وكلوريد الكالسيوم وهيدروكسيد البوتاسيوم وهيدروكسيد الصوديوم (وغيرها من الأملاح) هي مركبات شديدة الاسترطاب لدرجة أنها تذوب بسهولة في الماء الذي تمتصه: تدعى هذه الخاصة بالتميع. حمض الكبريت استرطابي حتى عندماقد يكون ممدداً بهجريز حجمي 10% أوأقل. المادة الاسترطابية تميل إلى تشكيل كتل عند تعريضها للهواء الرطب (كالملح داخل رشاشة الملح في الجور الرطب).

قد يحتاج تخزين المواد الاسترطابية في أوعية مغلقة، بسبب تأثرها بالرطوبة الجوية. وتسمى هذه المواد مرطبات (بالإنجليزية: humectants)‏ عندما تضاف للطعام أوالمواد الأخرى بهدف المحافظة على محتوى رطوبتها.

تبدي المواد والمركبات خصائص استرطابية مختلفة، ويؤدي هذا الاختلاف إلى آثار مؤذية، كهجريز الإجهاد في المواد المركبة. يعبر عن مدى تأثر مادة أومركب ما بالرطوبة الجوية بمعامل التمدد الاسترطابي (coefficient of hygroscopic expansion - CHE) (أحياناً يدعى coefficient of moisture expansion - CME) ومعامل الانكماش الاسترطابي (coefficient of hygroscopic contraction - CHC)، والفرق بين المصطلحين هوفي الإشارة العهدية، وفي اختلاف وجهات النظر من حيث حتى اختلاف الرطوبة يؤدي إلى الانكماش أوالتمدد.

يمكن مشاهدة الاختلاف بالاسترطاب عادة في غلاف الخط الورقية المغلف بطبقة بلاستيكية، عند حدوث رطوبة مفاجئة بالجو، فإن غلاف الكتاب سيلتف ويلتوى مبتعداً عن بقية الكتاب، لأن الوجه غير المغلف بطبة البلاستيك سيمتص رطوبة أكبر وتزداد مساحته، مما يؤدي إلى إجهاد يلف الغلاف نحوالوجه المغطى بالبلاستيك. وهذا مشابه لوظيفة مقياس الحرارة ثنائي المعدن، كما تستخدم هذا المبدأ مقاييس الرطوبة القرصية الرخيصة باستخدام شرائط ملفوفة.

الخصائص الهندسية

كمية الرطوبة التي يمكن حتى تحملها المواد المسترطبة تتناسب مع الرطوبة النسبية، وهنالك جداول تحوي هذه المعلومات في كثير من الدلائل الهندسية كما يوفرها موردي المواد والكيماويات المتنوعة.

بيولوجيا

يمتاز حيوان الشيطان الشائك بوجود أخاديد مسترطبة بين انثنائات جلده تمكنه من جمع الماء في البيئة الصحراوية.

لبذور بعض الأعشاب امتدادات ذات خصائص استرطابية تنثني عند حدوث تغير في الرطوبة مما يسمح لها بالانتشار عبر الأرض والمثال نبات الإبرة والخيط، (Hesperostipa comata). لكل بذروحسكة سنبلة تدور عدة دورات عندما تنتشر البذرة. زيادة الرطوبة تؤدي إلى دورانها بالاتجاه الآخر، وعند الجفاف، تعود وتدور مجدداً، وبذلك تحفر للبذرة داخل الأرض.

الشياطين الشائكة تجمع الرطوبة في الصحراء الجافة عن طريق تكثف الندى ليلاً على جلدها وتوجه إلى فمها عن طريق أخاديد بين نتوئاتها الجلدية. ويتجمع الماء أيضاً في هذه الأخاديد عندما تمطر. الخاصة الشعرية تسمح للعظائة بشفط الماء من على طول جسمها.

مواد الاسترطاب

المواد المسترطبة (غالباً أملاح) شراهة للرطوبة وتمتص كميات كبيرة نسبياً من الماء من الجوعند تعرضها له. معضلة محلول سائل. تضم المواد المتميعة كلوريد الكالسيوم وكلوريد المغنيزيوم وكلوريد الزنك وكربونات البوتاسيوم وفوسفات البوتاسيوم وسترات أمونيوم حديد ثلاثي وهيدروكسيد البوتاسيوم وهيدروكسيد الصوديوم. وبسبب شرهت هذه المواد الشديدة للماء فإنها تستخدم كمجففات، وهوأيضاً أحد استخدامات حمضي الكبريت والفوسفور. تستخدم هذه المركبات في الصناعات الكيميائية لإزاة الماء الناتج عن التفاعلات الكيميائية.

البولميرات

الكثير من البولميرات الهندسية استرطابية، وهذا يضم: النايلون وأكريلونيتريل بيوتادايين إستيرين وبولي كربونات وسيليلوز وبولي(ميثيل ميثاكريلات).

غيرها من البولميرات مثل البولي إيثيلين والبوليستيرين لا تمتص عادة الكثير من الرطوبة، لكن يمكنها حمل الكثير منها على سطحها عند تعرضها للماء السائل.

النايلون نوع-6 يمكن حتى يمتص 9.5% من وزنه رطوبة.

تطبيقات في الخَبز

عادة ما تستخدم مواد ذات خصائص استرطابية مختلفة في الخبز للوصول إلى مستويات مختلفة من الرطوبة، وبالتالي، الهشاشة. حيث تستخدم تشكيلة منوعة من السكريات، للحصول على بسكويت هش، ومقرمش بدلاً من الحصول على كعكة طرية تُلاك (غير مقرمشة). في حيث يستخدم العسل والسكر البني والمولاس كمحليات للحصول على مخبوزات أكثر رطوبة وتُلاك.

انظر أيضاً

محب للماء
كاره للماء
التزهير

مصادر

^ نسخة محفوظة 28 مايو2017 على مسقط واي باك مشين.
^ Schwartz, S, Goodman, S (1982). Plastics Materials and Processes, Van Nostrand Reinhold Company Inc. ISBN 0-442-22777-9, p.547
^ Nylon Plastic نسخة محفوظة 06 ديسمبر 2017 على مسقط واي باك مشين.