Skumdefinisjon i kjemi

Et skum er et stoff som er laget av å fange luft eller gass bobler i et fast stoff eller væske. Typisk er volumet av gass mye større enn det for væske eller faststoff, med tynne filmer som skiller gasslommer.

En annen definisjon av skum er en sprudlende væske, spesielt hvis bobleneeller skum, er uønsket. Skum kan hindre flyt av væske og blokkere gassutveksling med luft. Antiskummiddel kan tilsettes en væske for å forhindre dannelse av bobler.

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

Tre krav må være oppfylt for at skum kan dannes. Mekanisk arbeid er nødvendig for å øke overflaten. Dette kan skje ved omrøring, spre et stort volum av gass i en væske eller injisere en gass i en væske. Det andre kravet er det tensider eller overflateaktive komponenter må være til stede for å redusere overflatespenning. Endelig må skummet dannes raskere enn det brytes sammen.

Skum kan ha åpen celle eller lukket celle. Porene forbinder gassområdene i skum med åpen celle, mens skum med lukkede celler har lukkede celler. Cellene er vanligvis forstyrrede i deres arrangement, med varierende boblestørrelser. Cellene har minimalt overflateareal og danner honningkakeformer eller tessellasjoner.

Skum er stabilisert av Marangoni-effekten og av van der Waals styrker. Marangoni-effekten er en masseoverføring langs grensesnittet mellom væsker på grunn av overflatespenningsgradient. Hos skum virker effekten til å gjenopprette lameller (et nettverk av sammenkoblede filmer). Van der Waals-krefter danner elektriske dobbeltlag når dipolare overflateaktive stoffer er til stede.

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

Eksempler på skum dannet av gasser i væsker inkluderer pisket krem, brannhemmende skum og såpebobler. Stigende brøddeig kan betraktes som et halvfast skum. Massivt skum inkluderer tørt tre, polystyrenskum, minneskum og matskum (som for camping- og yogamatter). Det er også mulig å lage et skum ved bruk av metall.

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

• Brannhemmende skum brukes til å slukke branner.
• Massivt skum kan brukes til å konstruere sterke, men lette materialer.
• Massivt skum er utmerkede varmeisolatorer.
• Massivt skum brukes til å lage flotasjonsenheter.
• Fordi faste skum er lette og komprimerbare, lager de et utmerket fyllings- og pakningsmateriale.
• Et skum med lukket celle kalt et syntaktisk skum består av hule partikler i en matrise. Denne typen skum brukes til å lage harpiks fra formminnet. Syntaktiske skum brukes også i romfarts- og utforskning av dyphavet.
• Selvhud eller integrert hudskum består av en tett hud med kjerne med lavere tetthet. Denne typen skum brukes til å lage skosåler, madrasser og babyseter.