MENISZKUSZ (KÉMIA): MIBŐL ÁLL ÉS TÍPUSA - KÉMIA - 2026

A meniszkusz a folyadék felületének görbülete. Ez egy folyadék szabad felülete is a folyadék-levegő határfelületen. A folyadékokat az jellemzi, hogy állandó térfogatúak, kevéssé összenyomhatók.

A folyadékok alakja azonban változhat, ha figyelembe vesszük a tartály alakját, amely azokat tartalmazza. Ez a tulajdonság az őket alkotó molekulák véletlenszerű mozgása miatt.

Forrás: Jleedev a Wikipedia útján.

A folyadékok képesek folyni, nagy sűrűségűek és gyorsan diffundálódnak más folyadékokba, amelyekkel elegyednek. Ezek a tartály legalacsonyabb területét foglalják el gravitációval, és a tetején nem teljesen sima szabad felületet hagynak. Bizonyos körülmények között ezek különleges formákat ölthetnek, például cseppek, buborékok és buborékok.

A folyadékok tulajdonságai, például az olvadáspont, a gőznyomás, a viszkozitás és a párologtatás hője, az intermolekuláris erők erősségétől függnek, amelyek a folyadékok kohézióját biztosítják.

A folyadékok azonban tapadási erők révén is kölcsönhatásba lépnek a tartállyal. A meniszkusz ezekből a fizikai jelenségekből adódik: a folyadék részecskéi közötti kohéziós erő és a tapadási erő közötti különbség, amely lehetővé teszi számukra a falak nedvesítését.

Mi a meniszkusz?

Ahogy a fentiekben kifejtettük, a meniszkusz különféle fizikai jelenségek eredménye, amelyek között a folyadék felületi feszültsége is említhető.

Kohéziós erők

A kohéziós erők a fizikai kifejezés, amely megmagyarázza a folyadékon belüli intermolekuláris kölcsönhatásokat. A víz esetében a kohéziós erők a dipól-dipól kölcsönhatásnak és a hidrogénkötéseknek tudhatók be.

A víz molekula bipoláris természetű. Ennek oka az a tény, hogy a molekulában az oxigén elektronegatív, mert nagyobb az elektronok kapzsisága, mint a hidrogéneknél, ami meghatározza, hogy az oxigén negatív töltésű és a hidrogének pozitív töltésű.

Elektrosztatikus vonzás van az egyik vízmolekula negatív töltése között, amely az oxigénen helyezkedik el, és egy másik vízmolekula pozitív töltése között van a hidrogéneken.

Ez az interakció az úgynevezett dipol-dipol kölcsönhatás vagy erő, amely hozzájárul a folyadék kohéziójához.

Tapadási erők

Másrészt, a vízmolekulák kölcsönhatásba léphetnek az üvegfalakkal, azáltal, hogy részben feltöltik a vízmolekulák hidrogénatomjait, amelyek erősen kötődnek az üveg felületén lévő oxigénatomokhoz.

Ez képezi a tapadási erőt a folyadék és a merev fal között; köznyelven azt mondják, hogy a folyadék nedvesíti a falat.

Amikor szilikon oldatot helyezünk az üveg felületére, a víz nem impregnálja teljesen az üveget, hanem cseppek képződnek az üvegen, amelyek könnyen eltávolíthatók. Így jelezzük, hogy ezzel a kezeléssel csökken a víz és az üveg közötti tapadási erő.

Nagyon hasonló eset fordul elő, ha a kezek olajosak, és vízben mossuk, a nedves bőr helyett nagyon határozott csepp látható a bőrön.

A meniszci típusai

Kétféle meniszci létezik: konkáv és domború. A képen a konkáv A és a konvex B. A szaggatott vonal jelzi a helyes öblítést, amikor a hangerőt mérik.

Homorú

Forrás: Cutler a Wikipedia segítségével.

A konkáv meniszkuszt jellemzi, hogy az üvegfal által a meniszkuszhoz érintõ vonallal kialakított contact érintkezési szög, amelynek a folyadékba kerül, 90º-nál kisebb értékû. Ha bizonyos mennyiségű folyadékot helyeznek az üveglapra, akkor az hajlamos az üveg felületére terjedni.

A konkáv meniszkusz megmutatja, hogy a folyadékban a kohéziós erõk kisebbek, mint a folyadék-üveg fal tapadási erõje.

Ezért a folyadék fürdik vagy nedvesíti az üvegfalat, megtartva bizonyos mennyiségű folyadékot, és a meniszkának konkáv formát adva. A víz egy példa a folyadékra, amely konkáv meniszci képződik.

Konvex

Konvex meniszkusz esetén a θ érintkezési szög értéke 90º-nál nagyobb. A higany egy olyan folyadék példája, amely konvex meniszket képez. Ha egy csepp higanyt helyeznek az üvegfelületre, a the érintkezési szög értéke 140º.

A domború meniszkusz megfigyelése azt jelzi, hogy a folyadék kohéziós erői meghaladják a folyadék és az üvegfal közötti tapadási erőt. Azt mondják, hogy a folyadék nem nedvesíti az üveget.

A kohézió (folyadék-folyadék) és az adhézió (folyadék-szilárd) felszíni erői felelősek számos biológiai jelentőségű jelenségért; ilyen a felületi feszültség és a kapilláris helyzet.

Felületi feszültség

A felületi feszültség a nettó vonzóerő, amelyet a folyadék molekuláira gyakorolnak a felszínen, és amelyek hajlamosak bejuttatni őket a folyadékba.

Ezért a felületi feszültség hajlamos arra, hogy megkösse a folyadékot, és konkáv meniszceket eredményez nekik; Vagy másképpen: ez az erő hajlamos eltávolítani a folyadék felületét az üvegfalról.

A felületi feszültség hajlamos csökkenni a hőmérséklet emelkedésével, például: a víz felületi feszültsége 0 ° C-on 0,076 N / m, 100 ° C-on pedig 0,059 N / m.

Eközben a higany felületi feszültsége 20ºC-on 0,465 N / m. Ez megmagyarázná, hogy a higany miért képez domború meniszket.

Hajszálcsövesség

Ha a the érintkezési szög kisebb, mint 90 °, és a folyadék nedvesíti az üvegfalat, akkor az üveg kapillárisok belsejében lévő folyadék egyensúlyi helyzethez vezethet.

A folyadékoszlop súlyát ellensúlyozza a kohéziós erő függőleges komponense a felületi feszültség miatt. A tapadási erő nem beavatkozik, mert merőlegesek a cső felületére.

Ez a törvény nem magyarázza meg, hogy a víz miként emelkedhet a gyökerekből a levelekbe a xylem edényein keresztül.

Valójában vannak más tényezők is, amelyek beavatkoznak ebben a tekintetben, például: mivel a víz elpárolog a levelekben, lehetővé teszi a kapillárisok felső részének vízmolekuláinak felszívását.

Ez lehetővé teszi, hogy a kapillárisok alján lévõ más molekulák emelkedjenek, hogy helyettesítsék a párolgott vízmolekulákat.

Irodalom

1. Ganong, WF (2002). Orvosi élettan. 2002. 19. kiadás. Szerkesztői kézikönyv Moderno.
2. Whitten, Davis, Peck és Stanley. (2008). Kémia. (8. kiadás). CENGAGE Tanulás.
3. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (2018. augusztus 4.). Hogyan olvassa el a meniszkuszt a kémiában? Helyreállítva: gondolat.com
4. Wikipedia. (2018). Meniszkusz (folyékony). Helyreállítva: en.wikipedia.org
5. Friedl S. (2018). Mi a meniszkusz? Tanulmány. Helyreállítva: study.com
6. Felületi feszültség. Helyreállítva: chem.purdue.edu