Der Begriff "hygroskopisch" ist abgeleitet aus dem Griechischen. Er bezeichnet in der Chemie Stoffe, die aktiv Wasser anziehen und binden. Hygroskopische Substanzen entziehen auch Feuchtigkeit in Form von Dampf aus der Umgebungsluft.
In der Regel geht mit der Bindung von Wasser eine chemische Reaktion einher. Die Stoffe verändern ihre chemische Zusammensetzung und Konsistenz, sie verklumpen oder zerfließen. Durch Wasserentzug lassen sich hygroskopische Stoffe mit hohem Wasseranteil meist wieder in den Ausgangszustand vor Wasseraufnahme zurückversetzen.
Wichtig ist die Unterscheidung von hygroskopisch und hydrophil. Letzteres bezeichnet die Eigenschaft, leicht in Interaktion mit Wasser zu treten. Das Wasser wird dabei aber nicht zwingend chemisch gebunden. Stark hygroskopische Stoffe sind immer auch hydrophil.
Es gibt keinen zwingenden Zusammenhang mit der Wasserlöslichkeit. Viele stark hygroskopische Stoffe lösen sich sehr leicht in Wasser, aber es gibt auch Gegenbeispiele wie zum Beispiel Silikondioxid. Gut wasserlösliche Salze, die nicht hygroskopisch sind, existieren ebenfalls.
Beispiele für stark hygroskopische Substanzen
Viele Salze sind stark hygroskopisch. Kochsalz nimmt bei mehr als 75 % relativer Luftfeuchte soviel Wasser auf, dass es zähflüssig wird. Stark hygroskopisch sind zudem viele Magnesiumverbindungen wie Magnesiumchlorid, natürliches Talkum und synthetisches Magnesiumsilicat oder Magnesiumcarbonat. Aber auch organische Verbindungen, insbesondere viele Zuckerarten, entziehen ihrer Umgebung aktiv Feuchtigkeit.
Nutzung in der Praxis
Stark hygroskopische Eigenschaften sind häufig unerwünscht, wenn es um die Haltbarkeit und Lagerfähigkeit von Substanzen geht. Gebäudebauteile mit hygroskopischen Bestandteilen nehmen Wasser auf und können Frostschäden hervorrufen. Zucker in Süßwaren und anderen Lebensmitteln führt zur Veränderung der Oberfläche. Das ist unter anderem der Grund, weshalb überlagerte Schokolade matt weiß wird.
Bremsflüssigkeit ist ebenfalls hygroskopisch. Ein zu hoher Wassergehalt kann bei großer Reibungshitze im Bremsvorgang verdampfen. Die sich bildenden Gasblasen vermindern dann plötzlich die Bremskraft erheblich. Daher muss der Nutzer die Bremsflüssigkeit regelmäßig auswechseln.
Gleichzeitig nutzt die Lebensmittelindustrie hygroskopische Stoffe in zahlreichen Anwendungen. Als Trockenhaltemittel binden sie dort unerwünschte Feuchtigkeit. Silica-Gel kommt häufig zur Trockenhaltung empfindlicher Elektronik zum Einsatz. Das gesundheitlich unbedenkliche Magnesiumsilicat erhält als Trennmittel die Rieselfähigkeit im Kochsalz. Als Feuchthaltemittel sorgen hygroskopische Substanzen für die Geschmeidigkeit von Lebensmitteln wie Marzipan. Talkumpuder, Magnesia oder Chalk sorgen für den trockenen Griff für Geräteturner und Sportkletterer.