Unterschied zwischen Wasserdampf und relativer Luftfeuchtigkeit in der thermischen Analyse

Wenn Wasser auf seinen Siedepunkt oder darüber hinaus erhitzt wird, ändert es seine Aggregatzustandsform von flüssig zu gasförmig. Es liegt dann als (Wasser-)Dampf vor. Wird dieser Dampf in eine Reaktionskammer oder ein Gerät eingeleitet, spricht man von Wasserdampfanwendung.

Im Gegensatz dazu kann jedes Gas bei einer bestimmten Temperatur eine bestimmte Menge an Wasser transportieren und enthalten. Dies wird als Feuchtigkeit bezeichnet. Am Beispiel der Luft lässt sich feststellen, dass auch unterhalb des Siedepunkts von Wasser immer eine bestimmte Menge Wasser in der Luft enthalten ist, die als Feuchtigkeitsgrad oder relative Feuchtigkeit bezeichnet wird.

Im Unterschied zur relativen Luftfeuchtigkeit liegt Wasser oberhalb des druckabhängigen Siedepunktes, der auf Meereshöhe bei 100°C liegt, nur in seiner gasförmigen Phase, in Form von Wasserdampf, vor. Durch Mischen von Wasserdampf, der in einem Wasserdampferzeuger erzeugt wird, mit einem Trägergas wie Luft, Stickstoff oder Helium kann die Konzentration (in Vol.-%, Gew.-% oder ppm) des Wasserdampfes im Messgas in unseren Analysatoren variabel eingestellt werden.

Darüber hinaus kann die Gasatmosphäre im Gerät je nach Anwendung statisch oder dynamisch sein. Typische Untersuchungen für dynamische Wasserdampfatmosphären umfassen die isotherme Erwärmung einer Probe und die anschließende Dosierung einer definierten Wasserdampfkonzentration, um eine Reaktion einzuleiten. Dabei kann es sich zum Beispiel um Adsorptions-, Desorptions-, Reduktions-, Oxidations- oder Umwandlungsmessungen handeln.

Bei der thermischen Analyse werden Wasserdampferzeuger in der Regel in Kombination mit Thermowaagen wie TGA und STA (im Hochdruckbereich) sowie Dilatometern verwendet.