Meniscus (chemia)

Klapetowe i wypukłe menisk. Źródło: Wikimedia Commons

Co to jest meniscus (chemia)?

On menisk Jest to krzywizna powierzchni cieczy. Jest to również wolna powierzchnia cieczy w interfejsie cieczy. Ciecze charakteryzują się ustaloną objętością, będąc różnicą.

Jednak kształt cieczy zmienia się przyjęcie kształtu zawartego pojemnika. Ta cecha wynika z losowego ruchu cząsteczek, które je tworzą.

Ciecze mają zdolność przepływu, wysokiej gęstości i szybkiego rozprzestrzeniania się w innych cieczach, z którymi są mieszalne. 

Zajmują najniższy obszar pojemnika, pozostawiając na górze wolną, a nie całkowicie płaską powierzchnię. W niektórych okolicznościach mogą przyjmować specjalne formy, takie jak krople, bąbelki i bąbelki.

Właściwości cieczy, takich jak temperatura topnienia, ciśnienie pary, lepkość i ciepło parowania zależą od intensywności sił międzycząsteczkowych, które nadają spójność cieczom.

Jednak ciecze również oddziałują z pojemnikiem przez siły adhezji.

Menisk wynika następnie z tych zjawisk fizycznych: różnica między siłami kohezji między cząsteczkami cieczy a przyczepnością, co pozwala im zmoczyć ściany.

Co to jest menisk?

Jak wyjaśniono, łąkotki jest wynikiem kilku zjawisk fizycznych, wśród których można również wspomnieć o napięciu powierzchniowym cieczy.

Siły kohezji

Siły kohezji to termin fizyczny, który wyjaśnia interakcje międzycząsteczkowe w cieczy. W przypadku wody siły kohezji są spowodowane interakcją dipol-dipolo i mostów wodorowych.

Może ci służyć: tlenek chloru (III): Właściwości, struktura, zastosowania

Cząsteczka wody ma charakter dwubiegunowy. Wynika to z faktu, że tlen cząsteczki jest elektroonigatywna, ponieważ ma większą krawcowość z powodu elektronów niż hydrogeny, co określa, że ​​pozostaje tlen z obciążeniem ujemnym, a hydrogeny są dodatnio naładowane.

Istnieje przyciąganie elektrostatyczne między obciążeniem ujemnym cząsteczki wody, zlokalizowanej w tlenu, a dodatnim obciążeniem innej cząsteczki wody, zlokalizowanej w hydrogenach.

Ta interakcja jest tym, co wie jako interakcja dipol-dipol lub siła, która przyczynia się do spójności płynów.

Siły adhezji

Z drugiej strony cząsteczki wody mogą oddziaływać ze szklanymi ścianami, przez częściowe obciążenie atomów wodoru cząsteczek wody, które wiążą atomy tlenu powierzchni szklanki szkła w atomach tlenu.

Stanowi to siłę przyczepności między cieczą a sztywną ścianą, co potocznie oznacza, że ​​ciecz nakłada ścianę.

Gdy na szklanej powierzchni umieszcza roztwór silikonowy, woda nie impregnowuje szklanki, ale powstaje na tych kroplach, które można łatwo wyeliminować.

Zatem wskazuje się, że przy tym obróbce siła przyczepności między wodą a szkłem jest zmniejszona.

Bardzo podobny przypadek występuje, gdy dłonie są tłuste, a kiedy myj je wodą, na skórze można zobaczyć bardzo zdefiniowane krople zamiast zwilżonej skóry.

Rodzaje menisk

Istnieją dwa rodzaje łąkotek: wklęsły i wypukłe. Na lepszym obrazie wklęsłem jest a i wypukły b. Linie kropkowane wskazują prawidłowe spłukanie podczas odczytu miary objętości.

Może ci służyć: neutralny atom

Klapetowe łąkotki

Środki meniskubów wklęsłych. Źródło: Wikimedia Commons

Kontrola łąkotki charakteryzuje się tym, że kąt kontaktu θ, który tworzy ścianę szkła z linią styczną do łąkotki, która jest wprowadzana na łopatę cieczy, ma wartość mniejszą niż 90º.

Jeśli na szklance umieszcza się ilość cieczy, ma tendencję do rozkładania się na szklanej powierzchni.

Obecność wklęsła menisc.

Dlatego płyn kąpie lub nakłada szklaną ścianę, zachowując ilość płynu i nadając menisku do wklęsłego. Woda jest przykładem płynu, który tworzy wklęsły łąkotkę.

Wypukły menisku

W przypadku wypukłej łąkotki kąt kontaktu θ ma wartość większą niż 90º. Merkury jest przykładem cieczy, która tworzy wypukłą łąkotkę. Gdy kropla rtęci jest umieszczona na szklanej powierzchni, kąt styku θ ma wartość 140º.

Obserwacja wypukłego menisc. Mówi się, że ciecz nie zmokwa szkła.

Powierzchowne siły kohezji (ciekła ciecz) i adhezji (ciekła-solidowa) są odpowiedzialne za wiele zjawisk biologicznych, takich jak przypadek napięcia powierzchniowego i kapilarności.

Napięcie powierzchniowe

Napięcie powierzchniowe to siła przyciągania netto wywierana na cząsteczki płynu znajdujące się na powierzchni, co zwykle wprowadza je do cieczy.

Może ci służyć: elementy diatomowe

Dlatego napięcie powierzchniowe ma tendencję do sprzyjania cieczy i daje bardziej wklęsły łąkotkę. Innymi słowy, siła ta ma tendencję do usuwania powierzchni szklanego płynu ściennego.

Napięcie powierzchniowe ma tendencję do zmniejszania się wraz ze wzrostem temperatury, na przykład: napięcie wód powierzchniowych jest równe 0,076 N/M A 0 ° C i 0,059 N/M A 100 ° C.

Podczas gdy napięcie powierzchniowe rtęci w 20 ° C wynosi 0,465 N/M. To wyjaśniałoby, dlaczego rtęci formy wypukły menisków.

Kapilarność

Jeśli kąt kontaktu θ jest mniejszy niż 90º, a ciecz klasi szklaną ścianę, ciecz wewnątrz szklanych naczyń włosowatych może wznieść się, aż osiągnie warunek równowagi.

Waga kolumny ciekłej jest kompensowana przez pionowy składnik siły spójnej z powodu napięcia powierzchniowego. Siła adhezji nie interweniuje, ponieważ jest prostopadła do powierzchni rurki.

To prawo nie wyjaśnia, w jaki sposób woda może wznieść się z korzeni do liści przez naczynia ksylemu.

W rzeczywistości w tym względzie wiążą się z innymi czynnikami: gdy woda odparowuje liście, pozwala na ssanie cząsteczek wody w górnej części naczyń włosowatych.

Umożliwia to innym cząsteczkom naczyń włosowatych w celu zajęcia miejsca odparowanych cząsteczek wody.

Bibliografia

1. Whitten, Davis, Peck i Stanley. Chemia. Cengage Learning.
2. Helmestine, Anne Marie, pH.D. Jak czytać menisk w chemii. Wyzdrowiał z Thoughco.com