MENISKUS (CHÉMIA): Z ČOHO POZOSTÁVA A DRUHY - CHÉMIA - 2026

Meniskus je zakrivenie povrchu kvapaliny. Je to tiež voľný povrch kvapaliny na rozhraní kvapalina-vzduch. Kvapaliny sa vyznačujú pevným objemom, ktorý je málo stlačiteľný.

Tvar tekutín sa však mení prijatím tvaru nádoby, ktorá ich obsahuje. Táto vlastnosť je spôsobená náhodným pohybom molekúl, ktoré ich tvoria.

Zdroj: Jleedev prostredníctvom Wikipédie.

Kvapaliny majú schopnosť tečenia, vysokej hustoty a rýchlo sa rozptyľujú do iných tekutín, s ktorými sú miešateľné. Závažne zaberajú najspodnejšiu časť kontajnera, pričom na povrchu nezostávajú úplne ploché voľné plochy. Za určitých okolností môžu mať špeciálne formy, ako sú kvapky, bubliny a bubliny.

Vlastnosti tekutín, ako je teplota topenia, tlak pary, viskozita a odparovacie teplo, závisia od intenzity medzimolekulových síl, ktoré dávajú tekutinám súdržnosť.

Kvapaliny však tiež interagujú s nádobou prostredníctvom adhéznych síl. Meniskus potom vzniká z týchto fyzikálnych javov: rozdiel medzi silami súdržnosti medzi časticami kvapaliny a silami priľnavosti, ktoré im umožňujú zvlhčiť steny.

Čo je meniskus?

Ako už bolo vysvetlené, meniskus je výsledkom rôznych fyzikálnych javov, medzi ktoré je možné spomenúť aj povrchové napätie kvapaliny.

Kohézne sily

Kohézne sily sú fyzikálny termín, ktorý vysvetľuje intermolekulárne interakcie v tekutine. V prípade vody sú kohézne sily spôsobené interakciou dipól-dipól a vodíkovými väzbami.

Molekula vody má bipolárnu povahu. Je to spôsobené skutočnosťou, že kyslík v molekule je elektronegatívny, pretože má väčšiu chamtivosť pre elektróny ako vodíky, čo určuje, že kyslík je záporne nabitý a vodík je kladne nabitý.

Medzi záporným nábojom jednej molekuly vody umiestnenej na kyslíku a kladným nábojom inej molekuly vody umiestneným na vodíkoch existuje elektrostatická príťažlivosť.

Táto interakcia je takzvaná interakcia dipól-dipól alebo sila, ktorá prispieva k súdržnosti kvapaliny.

Adhézne sily

Na druhej strane molekuly vody môžu interagovať so sklenenými stenami čiastočným nabíjaním atómov vodíka molekúl vody, ktoré sa silne viažu na atómy kyslíka na povrchu skla.

To predstavuje adhéznu silu medzi kvapalinou a pevnou stenou; hovorovo sa hovorí, že tekutina zvlhčuje stenu.

Keď sa silikónový roztok umiestni na povrch skla, voda sklo úplne nenapustí, ale na skle sa ľahko vytvoria kvapôčky. Je teda uvedené, že pri tomto spracovaní je znížená adhézna sila medzi vodou a sklom.

Veľmi podobný prípad nastane, keď sú ruky mastné a keď sú umyté vo vode, môžu sa na vlhkej koži vidieť na pokožke veľmi zreteľné kvapky.

Druhy menisku

Existujú dva typy menisku: konkávna a konvexná. Na obrázku je konkávna A a konvexná je B. Bodkované čiary označujú správne splachovanie pri čítaní merania objemu.

konkávne

Zdroj: Cutler cez Wikipedia.

Konkávny meniskus sa vyznačuje tým, že kontaktný uhol 9 tvorený sklenenou stenou s čiarou dotýkajúcou sa menisku a ktorý sa zavádza do kvapaliny, má hodnotu menšiu ako 90 °. Ak je na sklo umiestnené určité množstvo kvapaliny, má sklon sa šíriť po povrchu skla.

Prítomnosť konkávneho menisku ukazuje, že kohézne sily v kvapaline sú menšie ako sila adhézie na stenu z kvapalného skla.

Tekutina sa teda kúpa alebo zmáča sklenenú stenu, pričom si zachováva určité množstvo kvapaliny a vytvára menisku konkávny tvar. Voda je príkladom tekutiny, ktorá vytvára konkávne menisky.

konvexné

V prípade konvexného menisku má kontaktný uhol 9 hodnotu väčšiu ako 90 °. Ortuť je príkladom kvapaliny, ktorá vytvára konvexné menisky. Keď sa kvapka ortuti umiestni na sklenený povrch, má kontaktný uhol 9 hodnotu 140 °.

Pozorovanie konvexného menisku naznačuje, že kohézne sily kvapaliny sú väčšie ako adhézna sila medzi kvapalinou a sklenenou stenou. Tekutina údajne nemočí sklo.

Povrchové sily súdržnosť (kvapalina-kvapalina) a adhézia (kvapalina-pevná látka) sú zodpovedné za mnoho javov biologického záujmu; to je prípad povrchového napätia a kapilár.

Povrchové napätie

Povrchové napätie je čistá príťažlivá sila, ktorá sa vyvíja na molekuly kvapaliny, ktorá je na povrchu a má tendenciu ich zavádzať do kvapaliny.

Preto povrchové napätie má tendenciu viazať tekutinu a dodávať im konkávnejšie menisky; Alebo inak: táto sila má tendenciu odstraňovať povrch kvapaliny zo sklenenej steny.

Povrchové napätie má tendenciu klesať so zvyšujúcou sa teplotou, napríklad: povrchové napätie vody sa rovná 0,076 N / m pri 0 ° C a 0,059 N / m pri 100 ° C.

Medzitým je povrchové napätie ortuti pri 20 ° C 0,465 N / m. To by vysvetľovalo, prečo ortuť vytvára konvexné menisky.

kapilarita

Ak je uhol kontaktu 9 menší ako 90 ° a kvapalina zmáča sklenenú stenu, tekutina vnútri sklenených kapilár môže stúpať do rovnovážneho stavu.

Hmotnosť stĺpca kvapaliny je kompenzovaná vertikálnou zložkou súdržnej sily v dôsledku povrchového napätia. Adhézna sila nezasahuje, pretože je kolmá na povrch rúrky.

Tento zákon nevysvetľuje, ako môže voda stúpať z koreňov k listom cez nádoby xylemu.

V skutočnosti v tomto ohľade zasahujú ďalšie faktory, napríklad: keďže sa voda v listoch odparuje, umožňuje to, aby sa molekuly vody v hornej časti kapilár odsávali.

Toto umožňuje, aby iné molekuly na spodku kapilár stúpali, aby nahradili molekuly odparenej vody.

Referencie

1. Ganong, WF (2002). Lekárska fyziológia. 2002. 19. vydanie. Redakčný manuál Moderno.
2. Whitten, Davis, Peck a Stanley. (2008). Chémia. (8. vydanie). CENGAGE Learning.
3. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (4. augusta 2018). Ako čítať Meniskus v chémii. Získané z: thinkco.com
4. Wikipedia. (2018). Meniskus (tekutý). Obnovené z: en.wikipedia.org
5. Friedl S. (2018). Čo je meniskus? Štúdia. Obnovené z: study.com
6. Povrchové napätie. Získané z: chem.purdue.edu