Vaatekaapin suojelija! Kosteudenpoistajan “valkoisten rakeiden” yllättävä tiede (kalsiumkloridi)

Tervehdys, olen tiedevalmentaja Ken Kuwako. Jokainen päivä on uusi koe.

Kosteat vuodenajat tai suljetun vaatekaapin tunkkaisuus saavat meidät usein turvautumaan kosteudenpoistajiin. Oletko koskaan pysähtynyt miettimään, mitä ne pienet valkoiset pallerot purkin sisällä oikein ovat? Näiden pienten rakeiden sisään kätkeytyy kiehtovaa tiedettä, joka suojaa kotiamme ja tavaroitamme. Tällä kertaa kurkistamme tavallisen kosteudenpoistajan kulissien taakse.

Onko kosteudenpoistaja samaa ainetta kuin maantiesuola?

Ostin kotiini kosteudenpoistajan ja vilkaisin pakkauksen tuoteselostetta. Sieltä löytyi nimi kalsiumkloridi. Nimi saattaa kuulostaa tutulta, ja syystäkin: se on täsmälleen samaa ainetta, jota levitetään talvisin jäisille teille liukkauden torjumiseksi ja lumen sulattamiseksi! On aika hämmästyttävää ajatella, että vaatekaappisi kuivattaja ja maanteiden sulattaja ovat yksi ja sama aine.

Taikuus nimeltä hygroskooppisuus – aine, joka sulattaa itsensä

Miksi juuri kalsiumkloridia käytetään kosteudenpoistajana? Vastaus piilee sen erikoisessa ominaisuudessa, jota kutsutaan hygroskooppisuudeksi ja tarkemmin sanottuna vetistymiseksi (delikvessenssi). Wikipedia kuvailee ilmiötä näin:

Raaka-aineena käytetään kiinteää kalsiumkloridia. Kosteudenpoistossa hyödynnetään aineen kykyä imeä itseensä vettä niin paljon, että se muuttuu nestemäiseksi. Pääasiallisia käyttökohteita ovat komerot, vaatekaapit ja kenkäkaapit, joissa se toimii parhaiten suljetussa tilassa. Toisaalta suurissa tiloissa, kuten huoneissa, sen teho on rajallinen suuren ilmamäärän ja vaihtuvan ilman vuoksi.

Vetistyminen tarkoittaa ilmiötä, jossa aine imee ilmasta vesihöyryä niin ahnaasti, että se lopulta liukenee tuohon veteen ja muuttuu nesteeksi. Kun huomaat kosteudenpoistajan pohjalle kertyvän vettä, kyse ei ole siitä, että purkkiin olisi vuotanut vettä ulkopuolelta. Se on seurausta siitä, että valkoiset rakeet ovat imeneet ilmasta kosteutta ja muuttuneet nestemäiseksi. Tien päällä käytettynä kalsiumkloridi puolestaan vapauttaa lämpöä (liukenemislämpöä) imiessään lunta ja alentaa veden jäätymispistettä. Käyttötavat ovat erilaisia, mutta molemmissa on kyse aineen ja veden välisestä tiiviistä suhteesta.

Onko kyseessä kemiallinen reaktio?

Kun kalsiumkloridi (CaCl2) imee vesihöyryä ilmasta, se ei vain kastu pintapuolisesti. Ensin se ottaa vesimolekyylit osaksi omaa kiderakennettaan, jolloin syntyy hydraatti – aivan uudenlainen aineen muoto.

Esimerkiksi kun kuiva kalsiumkloridi-rae imee vettä, se voidaan kuvata kemiallisella yhtälöllä:

Tällöin kyseessä ei ole enää pelkkä kalsiumkloridi, vaan kalsiumkloridiheksahydraatti.

(Kalsiumkloridiheksahydraatti)

Hydraatti on aine, jossa vesimolekyylit ovat sitoutuneet kiderakenteeseen tietyssä suhteessa. Tällaista tiukkaa sitoutumista vesimolekyyleihin voidaan pitää kemiallisena reaktiona, sillä aineen luonne ja rakenne muuttuvat alkuperäisestä kuivasta rakeesta.

Kun hydraatti jatkaa vesihöyryn imemistä, se lopulta liukenee omaan sitomaansa veteen ja muuttuu siksi tutuksi nesteeksi, jota näemme kosteudenpoistajissa. Tätä kutsutaan delikvessenssiksi.

  1. Se sitoutuu vesimolekyyleihin ja muuttuu hydraatiksi (vahva kemiallinen luonne).

  2. Se liukenee tuohon veteen ja muodostaa vesiliuoksen (vahva fysikaalinen luonne).

Kyseessä on siis mielenkiintoinen kaksivaiheinen prosessi.

Mihin kosteudenpoistaja kannattaa sijoittaa? – Luonnontieteilijän vinkki

Tätä tehopakkausta ei kannata sijoittaa aivan mihin tahansa. Kuten Wikipedia mainitsee, se on parhaimmillaan suljetuissa tiloissa. Jos laitat sen avonaiseen olohuoneeseen, uutta kosteutta virtaa tilalle niin nopeasti, ettei kalsiumkloridi ehdi pysyä perässä.

Sitä vastoin vaatekomerot ja kenkäkaapit ovat sille täydellisiä paikkoja: niissä se pystyy vangitsemaan rajatun tilan kosteuden tehokkaasti. Kalsiumkloridi on loistava esimerkki siitä, miten arkiset esineet voivat toimia opetusvälineinä aineen olomuodon muutoksista ja reaktioista. Odotan jo innolla, miten oma asettamani kosteudenpoistaja on muuttanut muotoaan kuukauden kuluttua.

Suosittelen sinuakin tarkkailemaan kotisi kosteudenpoistajaa tutkijan silmin – se on pieni ihme suoraan silmiesi edessä!

Kysyttävää tai yhteistyöpyyntöjä?
Tuo tieteen ihmeet lähemmäs arkeasi! Olen koonnut sivuilleni hauskoja ja helppoja kokeita, joita voit kokeilla kotona. Tutustu ja innostu!

Tiedemuistiinpanoistani on julkaistu kirja (japaniksi). Katso lisää täältä.

Lue lisää minusta, Ken Kuwakosta, täältä.

Yhteydenotot (kirjoituspyynnöt, luennot, tiedepajat, TV-konsultointi jne.) täältä.

Seuraa uusimpia päivityksiä X:ssä!

Tiedevideot YouTube-kanavallani!

3月のイチオシ実験!電気スライム

  • みんなが大好きスライム作り。手作りだけ楽しんで終わりじゃもったいない・せっかくなので電気を流してみよう!電気回路の学習にもなります!

テレビ番組・科学監修等のお知らせ

書籍のお知らせ

講師・ショー・その他お知らせ

Explore

  • 楽しい実験…お子さんと一緒に夢中になれるイチオシの科学実験を多数紹介しています。また、高校物理の理解を深めるための動画教材も用意しました。
  • 理科の教材… 理科教師をバックアップ!授業の質を高め、準備を効率化するための選りすぐりの教材を紹介しています。
  • Youtube…科学実験等の動画を配信しています。
  • 科学ラジオ …科学トピックをほぼ毎日配信中!AI技術を駆使して作成した「耳で楽しむ科学」をお届けします。
  • 講演 …全国各地で実験講習会・サイエンスショー等を行っています。
  • About …「科学のネタ帳」のコンセプトや、運営者である桑子研のプロフィール・想いをまとめています。
  • お問い合わせ …実験教室のご依頼、執筆・講演の相談、科学監修等はこちらのフォームからお寄せください。