Skumdefinisjon i kjemi

Hva er skum i kjemitermer?

Olga1205/Pixabay

Et skum er et stoff laget ved å fange luft eller gass bobler inne i et fast stoff eller væske. Vanligvis er volumet av gass mye større enn væsken eller faststoffet, med tynne filmer som skiller gasslommer.

En annen definisjon av skum er en boblende væske, spesielt hvis boblene eller skum, er uønsket. Skum kan hindre flyten av en væske og blokkere gassutveksling med luft. Antiskummidler kan tilsettes til en væske for å forhindre at bobler dannes.

Begrepet skum kan også referere til andre fenomener som ligner skum, som skumgummi og kvanteskum.

Hvordan skum dannes

Tre krav må oppfylles for at det skal dannes skum. Mekanisk arbeid er nødvendig for å øke overflaten. Dette kan skje ved omrøring, dispergering av et stort volum gass i en væske eller injeksjon av en gass i en væske. Det andre kravet er det overflateaktive midler eller overflateaktive komponenter må være tilstede for å redusere overflatespenning . Til slutt må skummet dannes raskere enn det brytes ned.

Skum kan være åpencellet eller lukket celle i naturen. Porer forbinder gassregionene i skum med åpne celler, mens skum med lukkede celler har innelukkede celler. Cellene er vanligvis uordnet i deres arrangement, med varierende boblestørrelser. Cellene har minimal overflate, og danner bikakeformer eller tesseller.

Skum stabiliseres av Marangoni-effekten og ved van der Waals styrker . Marangoni-effekten er en masseoverføring langs grenseflaten mellom væsker på grunn av overflatespenningsgradient. I skum virker effekten for å gjenopprette lameller (et nettverk av sammenkoblede filmer). Van der Waals-krefter danner elektriske doble lag når dipolare overflateaktive stoffer er tilstede.

Skum blir destabilisert når gassbobler stiger gjennom dem. Tyngdekraften trekker også væske nedover i et flytende gassskum. Osmotisk trykk drenerer lameller på grunn av konsentrasjonsforskjeller i hele strukturen. Laplace-trykk og usammenhengende trykk virker også for å destabilisere skum.

Eksempler på skum

Eksempler på skum dannet av gasser i væsker inkluderer pisket krem, brannhemmende skum ogsåpebobler. Hevende brøddeig kan betraktes som et halvfast skum. Solid skum inkluderer tørt tre, polystyrenskum, minneskum og matteskum (som for camping- og yogamatter). Det er også mulig å lage et skum med metall.

Skumbruk

Bobler og badeskum er morsomme bruksområder for skum, men det har mange praktiske bruksområder også.

• Brannhemmende skum brukes til å slukke branner.
• Fast skum kan brukes til å konstruere sterke, men lette materialer.
• Solid skum er utmerkede termiske isolatorer.
• Fast skum brukes til å lage flyteanordninger.
• Fordi solide skum er lette og komprimerbare, er de et utmerket fyllings- og pakkemateriale.
• Et skum med lukkede celler kalt et syntaktisk skum består av hule partikler i en matrise. Denne typen skum brukes til å lage formminneharpikser. Syntaktisk skum brukes også i rom- og dyphavsutforskning.
• Selvhud eller integrert hudskum består av en tett hud med en kjerne med lavere tetthet. Denne typen skum brukes til å lage skosåler, madrasser og babyseter.