MENISKUS (CHEMIE): Z ČEHO SE SKLÁDÁ A TYPY - CHEMIE - 2025

Meniskus je zakřivení povrchu kapaliny. Je to také volný povrch kapaliny na rozhraní kapalina-vzduch. Kapaliny se vyznačují pevným objemem, který je málo stlačitelný.

Tvar tekutin se však mění přijetím tvaru nádoby, která je obsahuje. Tato vlastnost je způsobena náhodným pohybem molekul, které je tvoří.

Zdroj: Jleedev prostřednictvím Wikipedie.

Kapaliny mají schopnost proudění, vysokou hustotu a rychle se rozptylují do jiných kapalin, s nimiž jsou mísitelné. Oni zabírají nejnižší oblast nádoby gravitací, opouštět ne úplně plochý volný povrch nahoře. Za určitých okolností mohou mít zvláštní podobu, jako jsou kapky, bubliny a bubliny.

Vlastnosti kapalin, jako je teplota tání, tlak par, viskozita a odpařovací teplo, závisí na intenzitě mezimolekulárních sil, které dávají tekutinám soudržnost.

Kapaliny však také interagují s nádobou prostřednictvím adhezních sil. Meniskus pak vzniká z těchto fyzikálních jevů: rozdíl mezi silami soudržnosti mezi částicemi kapaliny a silami adheze, které jim umožňují navlhčit stěny.

Co je to meniskus?

Jak bylo vysvětleno, meniskus je výsledkem různých fyzikálních jevů, mezi nimiž lze také zmínit povrchové napětí kapaliny.

Soudržné síly

Soudržné síly je fyzický termín, který vysvětluje intermolekulární interakce v kapalině. V případě vody jsou kohezní síly způsobeny interakcí dipól-dipól a vodíkovými vazbami.

Molekula vody je v přírodě bipolární. To je způsobeno skutečností, že kyslík v molekule je elektronegativní, protože má větší chamtivost pro elektrony než vodíky, což určuje, že kyslík je záporně nabitý a vodíky jsou kladně nabity.

Mezi negativním nábojem jedné molekuly vody na kyslíku a pozitivním nábojem jiné molekuly vody na vodíku existuje elektrostatická přitažlivost.

Tato interakce je tzv. Interakce dipól-dipól nebo síla, která přispívá k soudržnosti kapaliny.

Adhezní síly

Na druhé straně molekuly vody mohou interagovat se skleněnými stěnami částečným nabíjením atomů vodíku molekul vody, které se silně vážou na atomy kyslíku na povrchu skla.

To představuje adhezní sílu mezi kapalinou a tuhou stěnou; hovorově se říká, že tekutina zvlhčuje zeď.

Když je silikonový roztok umístěn na povrch skla, voda sklo úplně nenapouští, ale na skle se snadno vytvoří kapky. Je tedy naznačeno, že tímto zpracováním je snížena adhezní síla mezi vodou a sklem.

Velmi podobný případ nastává, když jsou ruce mastné a při mytí ve vodě lze na vlhké pokožce vidět velmi definované kapky.

Druhy menisků

Existují dva typy menisku: konkávní a konvexní. Na obrázku je konkávní A a konvexní B. Tečkované čáry označují správné čtení při měření objemu.

Konkávní

Zdroj: Cutler přes Wikipedia.

Konkávní meniskus se vyznačuje tím, že kontaktní úhel 9 vytvořený skleněnou stěnou s přímkou ​​tečnou k menisku a který je vložen do kapaliny, má hodnotu menší než 90 °. Pokud je na sklo umístěno určité množství kapaliny, má sklon se šířit po povrchu skla.

Přítomnost konkávního menisku ukazuje, že kohezní síly v kapalině jsou menší než adhezní síla stěny tekutého skla.

Kapalina se proto koupe nebo smočí skleněnou stěnu, přičemž si ponechá určité množství tekutiny a dává menisku konkávní tvar. Voda je příkladem tekutiny, která tvoří konkávní menisky.

Konvexní

V případě konvexního menisku má kontaktní úhel 9 hodnotu větší než 90 °. Rtuť je příkladem kapaliny, která vytváří konvexní menisky. Když je kapka rtuti umístěna na skleněný povrch, má kontaktní úhel 9 hodnotu 140 °.

Pozorování konvexního menisku ukazuje, že kohezní síly kapaliny jsou větší než adhezní síla mezi kapalinou a skleněnou stěnou. Kapalina je namočena do skla.

Povrchové síly soudržnosti (kapalina-kapalina) a adheze (kapalina-pevná látka) jsou zodpovědné za mnoho jevů biologického zájmu; to je případ povrchového napětí a kapilár.

Povrchové napětí

Povrchové napětí je čistá přitažlivá síla, která se vyvíjí na molekuly kapaliny, která je na povrchu a která je inklinuje k jejich zavedení do kapaliny.

Proto povrchové napětí má sklon vázat tekutinu a dávat jim konkávnější menisky; Nebo jinými slovy: tato síla má sklon odstraňovat povrch kapaliny ze skleněné stěny.

Povrchové napětí má tendenci klesat například se zvyšující se teplotou, například: povrchové napětí vody se rovná 0,076 N / m při 0 ° C a 0,059 N / m při 100 ° C.

Mezní povrchové napětí rtuti při 20 ° C je 0,465 N / m. To by vysvětlovalo, proč rtuť vytváří konvexní menisky.

Kapilarita

Pokud je kontaktní úhel 9 menší než 90 ° a kapalina zvlhčuje skleněnou stěnu, může kapalina uvnitř skleněných kapilár vystoupit do rovnovážného stavu.

Hmotnost kapalné kolony je kompenzována vertikální složkou kohezní síly v důsledku povrchového napětí. Adhezní síla nezasahuje, protože jsou kolmé k povrchu trubky.

Tento zákon nevysvětluje, jak může voda stoupat od kořenů k listům přes nádoby xylemu.

Ve skutečnosti existují jiné faktory, které v tomto ohledu zasahují, například: jak se voda v listech odpařuje, umožňuje to, aby se molekuly vody v horní části kapilár saly.

To umožňuje, aby další molekuly na dně kapilár stoupaly a nahrazovaly molekuly odpařené vody.

Reference

1. Ganong, WF (2002). Lékařská fyziologie. 2002. 19. vydání. Redakční příručka Moderno.
2. Whitten, Davis, Peck a Stanley. (2008). Chemie. (8. ed.). CENGAGE Učení.
3. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (4. srpna 2018). Jak číst meniskus v chemii. Obnoveno z: thinkco.com
4. Wikipedia. (2018). Meniskus (tekutý). Obnoveno z: en.wikipedia.org
5. Friedl S. (2018). Co je to Meniskus? Studie. Obnoveno z: study.com
6. Povrchové napětí. Obnoveno z: chem.purdue.edu