梅雨季節(jié)話除濕

耿雁冰

生活中，潮濕無處不在，特別是進(jìn)入江南梅雨季節(jié)。如果對(duì)潮濕視而不見，那將給我們的生活帶來極大的麻煩，會(huì)降低生活品質(zhì)，甚至?xí)绊懮眢w健康。這時(shí)候，我們就需要除濕劑了。

其實(shí)，無論是生活中的除濕劑還是化學(xué)學(xué)習(xí)中所接觸到的干燥劑，都是指能吸收潮濕物質(zhì)中不定量濕存水的物質(zhì)。讓我們一起從生活走向化學(xué)，開始關(guān)于干燥劑的學(xué)習(xí)之旅。

生活中常見的除濕劑

早期使用的除濕劑

很早就被我們的老祖宗用來防潮的是氧化鈣（CaO），俗稱生石灰。氧化鈣是白色或灰白色的堿性塊狀物，會(huì)吸收空氣中的水分，除濕效果很好。據(jù)實(shí)驗(yàn)證明，在狹小的室內(nèi)， 1 千克的氧化鈣大約能吸附空氣中0.3 千克的水分。使用時(shí)，將氧化鈣盛在木箱或紙箱內(nèi)，放到衣柜下面或屋角，室內(nèi)干燥時(shí)可以蓋上蓋，潮濕時(shí)再打開。

氧化鈣吸水后變成粉末狀的氫氧化鈣[Ca（OH）₂]，也就是熟石灰，變成粉末狀時(shí)便喪失吸濕力。氧化鈣的來源非常廣泛，直接將以碳酸鈣（CaCO₃）為主要成分的天然巖石或貝殼進(jìn)行煅燒便可以得到。

即便氧化鈣作為除濕劑有諸多優(yōu)點(diǎn)，最終還是不得不退出人們的生活，這是因?yàn)樗膹?qiáng)堿性和腐蝕性。如果不小心誤食氧化鈣，會(huì)造成腐蝕性灼傷，這是因?yàn)檠趸}遇水形成氫氧化鈣時(shí)會(huì)放熱，灼傷口腔或造成灼熱感。

目前使用的除濕劑

目前常用的除濕袋中有一種主要原料是氯化鈣（CaCl₂）。氯化鈣屬于中性干燥劑， 它與水結(jié)合生成二水合氯化鈣（CaCl₂·2H₂O） 或六水合氯化鈣（CaCl₂·6H₂O），因此具有干燥、除濕的能力。

氯化鈣是會(huì)潮解的白色晶體，有粒狀、塊狀或薄片狀等結(jié)構(gòu)。它吸濕性強(qiáng)，吸附濕氣后呈液體狀，所以我們常會(huì)看到使用后的除濕袋里好像出現(xiàn)了很多水。氯化鈣的安全性較高，誤食后雖然會(huì)出現(xiàn)惡心、嘔吐和腹瀉等癥狀，但是不至于造成細(xì)胞死亡及組織破壞，危害健康程度較輕。

有使用經(jīng)驗(yàn)的同學(xué)會(huì)發(fā)現(xiàn)，用過的除濕袋會(huì)再結(jié)晶。這是因?yàn)槁然}溶液飽和后，溶液中存在較多的CaCl₂·6H₂O，在溫度出現(xiàn)微小波動(dòng)時(shí)，會(huì)析出CaCl₂·2H₂O晶體。

目前，市面上還出現(xiàn)了以硅膠為主要原料的除濕產(chǎn)品，相比于氯化鈣除濕劑，它的一大優(yōu)勢(shì)是可重復(fù)使用。

市面上用于除濕的主要是無鈷橙色硅膠，這種硅膠是在無色硅膠中加入甲基紫，利用甲基紫在pH 為0.13～0.5 范圍內(nèi)發(fā)生黃色—綠色變化的原理制備。無鈷橙色硅膠吸水后變成綠色，經(jīng)過一段時(shí)間的晾曬或是加熱后失水，恢復(fù)橙色，可以再次使用。

它與氯化鈣的除濕原理不一樣。氯化鈣的除濕是通過與水結(jié)合生成水合物的形式實(shí)現(xiàn)，硅膠則是通過其本身多孔的物理結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)。由二氧化硅組成的硅膠空間結(jié)構(gòu)內(nèi)有無數(shù)個(gè)小孔，能夠容納水分子，因此具有吸水能力。它的吸水量能達(dá)到本身質(zhì)量的1～4 倍，而理論上氯化鈣只能達(dá)到本身質(zhì)量的0.3～1 倍。因此，硅膠除濕袋的吸水效率比氯化鈣除濕袋高。

其他除濕劑

洗衣粉和蘇打粉也是不錯(cuò)的除濕劑。把它們倒入盒子里面，用塑料薄膜包上，在塑料膜上戳幾個(gè)小洞，放在需要除濕的角落，也能夠起到除濕的作用。它們吸飽水分后會(huì)結(jié)塊，但是并不會(huì)影響到它們的清潔功能，還可以拿去清洗衣物或者去油去污，一點(diǎn)兒也不浪費(fèi)。

木炭、竹炭有很多的小孔，可以吸附水汽，還能夠吸附異味，適合小面積的除濕，而且可曬干重復(fù)使用，不污染環(huán)境。除此之外，干茶葉等均具有一定的除濕效果。

干燥劑的分類及工作原理

濕存水是物質(zhì)表面及孔隙中吸附的空氣中的水分，干燥劑就是指能吸收潮濕物質(zhì)中不定量濕存水的物質(zhì)。從大類來說，干燥劑通常分為物理干燥劑和化學(xué)干燥劑?；瘜W(xué)干燥劑吸收水分時(shí)有化學(xué)反應(yīng)發(fā)生，物理干燥劑吸收水分時(shí)無化學(xué)反應(yīng)發(fā)生。

物理干燥劑通過物理方式將水分子吸附在自身的結(jié)構(gòu)，其內(nèi)部通常為極細(xì)的毛孔網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，這些毛細(xì)孔能夠吸收水分，并通過物理吸引力將水分子保留住，例如硅膠、分子篩、活性氧化鋁（Al₂O₃）以及木炭等。

化學(xué)干燥劑是通過與水發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成新物質(zhì)。依其作用原理的不同，又可將化學(xué)干燥劑分成兩類：干燥劑和水結(jié)合生成水合物的無機(jī)鹽類，例如無水氯化鈣、無水硫酸銅（CuSO₄）等；干燥劑和水反應(yīng)生成非水合物的新物質(zhì)，例如氧化鈣、五氧化二磷（P₂O₅）等。前一類的吸收作用是可逆的，室溫情況下，水合物穩(wěn)定存在，但溫度升高即可放出結(jié)晶水，因此這類物質(zhì)可作為可再生干燥劑，但其干燥效能受溫度影響較大，隨著溫度的升高，其干燥效能降低。后一類的吸收作用是不可逆的，為不可再生干燥劑，但其干燥效能幾乎不受溫度影響。

化學(xué)干燥劑是通過與水發(fā)生化學(xué)反應(yīng)從而干燥某物質(zhì)，因此同學(xué)們可從是否與水發(fā)生化學(xué)反應(yīng)來判斷某物質(zhì)是否可用作化學(xué)干燥劑。而物理干燥劑是通過極細(xì)的毛孔網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)將水分鎖住，這無法通過肉眼識(shí)別，因此同學(xué)們對(duì)某一不與水發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的物質(zhì)能否用作物理干燥劑無法作出簡單判斷，這就需要對(duì)物質(zhì)潮解這個(gè)性質(zhì)有所了解。

我們知道，分子是不斷運(yùn)動(dòng)的，所以水同時(shí)存在著蒸發(fā)和液化兩種運(yùn)動(dòng)形式。當(dāng)水的蒸發(fā)速度等于液化速度時(shí)，水蒸氣處于平衡狀態(tài)。某些固體物質(zhì)與水蒸氣接觸時(shí)，在其表面會(huì)形成少量溶液，這樣平衡就被打破，空氣中的水蒸氣繼續(xù)液化，使固體物質(zhì)溶解。也就是說，物質(zhì)吸收水分子的溶解過程就是其干燥其他物質(zhì)的過程。

干燥劑的選用原則

在中學(xué)化學(xué)學(xué)習(xí)中，我們常以酸堿性為標(biāo)準(zhǔn)將氣體及干燥劑進(jìn)行分類，明確酸性氣體不可用堿性干燥劑進(jìn)行干燥，堿性氣體不可用酸性干燥劑進(jìn)行干燥，但中性氣體及中性干燥劑的選用存在大片的空白和不確定性。是不是可以理解為中性氣體可用任意一種干燥劑進(jìn)行干燥而中性干燥劑可用于干燥任意一種氣體呢？

顯然，這種說法是錯(cuò)誤的。一方面，中性氣體不可隨便用干燥劑進(jìn)行干燥，例如氫氣（H2）不可用無水硫酸銅干燥，兩者會(huì)發(fā)生如下氧化還原反應(yīng)： 2CuSO₄+H₂= C u 2SO₄+ H ₂S O₄， Cu₂SO₄+H₂=2Cu+H₂SO₄；另一方面，中性干燥劑也不能干燥任意一種氣體，例如除了氯化鈣不可干燥氨氣（NH₃），在中學(xué)常見的干燥劑中，無水硫酸銅同樣不可干燥氨氣，兩者會(huì)發(fā)生如下反應(yīng)：4NH₃+CuSO₄=[Cu（NH₃）₄] SO₄。

由此可見，中性氣體及中性干燥劑的選用不能僅停留在酸堿性上進(jìn)行判斷。那么，應(yīng)當(dāng)考慮什么呢？當(dāng)將某一氣體界定為中性氣體時(shí)，不應(yīng)僅僅考慮所選用干燥劑的酸堿性，而應(yīng)進(jìn)一步思考這一中性氣體與所要選用的干燥劑之間是否會(huì)發(fā)生氧化還原反應(yīng)。如果不會(huì)，再進(jìn)一步考慮兩者之間是否會(huì)發(fā)生化合反應(yīng)，是否會(huì)形成配合物。

需要注意的是，我們?cè)趯W(xué)習(xí)的過程中，也不能一味強(qiáng)調(diào)物質(zhì)的酸堿性、氧化性，而忽略了干燥劑的其他性能，例如吸水容量、干燥速度、能否再生、是否安全等。由于這些內(nèi)容在教材上沒有體現(xiàn)，導(dǎo)致我們對(duì)干燥劑的認(rèn)識(shí)不夠全面，只考慮行不行，不考慮哪個(gè)更好，甚至出現(xiàn)了濃硫酸（H2SO4）在中學(xué)干燥劑選用中獨(dú)占半壁江山的局面。

濃硫酸作為干燥劑的學(xué)用割裂

濃硫酸在中學(xué)實(shí)驗(yàn)及教學(xué)中占據(jù)了半壁江山，絕大部分涉及氣體干燥的化學(xué)實(shí)驗(yàn)試題都能見到其身影，但作為一種干燥劑，它還未工業(yè)化就已被淘汰。

究其原因，是濃硫酸作為干燥劑應(yīng)用在實(shí)際生產(chǎn)、生活中時(shí)，存在很大的局限性。首先，濃硫酸的干燥效果落后于分子篩；其次，濃硫酸干燥后不能再生，對(duì)設(shè)備耐酸、抗氧化要求高，且本身又是危險(xiǎn)品，還要配套安全保障設(shè)施，導(dǎo)致使用成本太高；最后，其干燥對(duì)象范圍相對(duì)狹窄，有機(jī)物中的醇、酮、酚以及堿性物質(zhì)等都不能用其干燥。因此，實(shí)際生產(chǎn)、生活中廣泛使用硅膠、分子篩等作為干燥劑。

由此看來，從書本知識(shí)到實(shí)際運(yùn)用，要結(jié)合多方面因素綜合考慮才行。

（責(zé)任編輯：白玉磊）