Menisco (chemija): ką sudaro ir tipai

Meniskas yra skysčio paviršiaus kreivė. Be to, tai yra laisvas skysčio paviršius skysčio ir oro sąsajoje. Skysčiai pasižymi fiksuotu tūriu, nesuspaustais.

Tačiau skysčių forma skiriasi atsižvelgiant į konteinerio, kuriame yra jų, formą. Ši ypatybė atsiranda dėl atsitiktinio jų formuojančių molekulių judėjimo.

Skysčiai turi gebėjimą tekėti, didelio tankio ir greitai plisti į kitus skysčius, su kuriais jie maišosi. Jie užima mažiausio konteinerio ploto sunkumą, paliekant viršutinę dalį laisvo paviršiaus, kuris nėra visiškai plokščias. Tam tikromis aplinkybėmis jie gali priimti specialias formas, pvz., Lašus, burbulus ir burbulus.

Skysčių savybės, pvz., Lydymosi temperatūra, garų slėgis, klampumas ir garavimo šiluma, priklauso nuo tarpmolekulinių jėgų intensyvumo, suteikiančių sanglaudą skysčiams.

Tačiau skysčiai taip pat sąveikauja su konteineriu sukibimo jėgomis. Tada meniskas kyla iš šių fizinių reiškinių: skirtumo tarp skysčio dalelių sanglaudos jėgų ir sukibimo, kuris leidžia jiems šlapias sienas.

Kas yra meniskas?

Kaip tik paaiškinta, meniskai yra kelių fizinių reiškinių, tarp kurių taip pat galima paminėti skysčio paviršiaus įtampą, rezultatas.

Sanglaudos pajėgos

Sanglaudos pajėgos yra fizinis terminas, paaiškinantis tarpmolekulinę sąveiką skystyje. Vandens atveju sanglaudos jėgos yra susijusios su dipolio-dipolio sąveika ir vandenilio jungtimis.

Vandens molekulė yra bipolinė. Taip yra todėl, kad molekulėje esantis deguonis yra elektroninis, nes jis turi daugiau avidumo elektronams nei hidrogeniškumas, kuris lemia, kad deguonis lieka neigiamu krūviu, o vandeniliai yra teigiamai įkrauti.

Tarp vandens molekulės, esančios deguonyje, neigiamo krūvio ir kito vandens molekulės, esančios vandenyje, yra neigiamas krūvis.

Ši sąveika vadinama dipolio-dipolio sąveika arba jėga, kuri prisideda prie skysčio sanglaudos.

Adhezijos jėgos

Kita vertus, vandens molekulės gali sąveikauti su stiklo sienomis dalinai įkraunant vandens molekulių vandenilio atomus, kurie stipriai jungiasi prie deguonies atomų stiklo paviršiuje.

Tai yra sukibimo jėga tarp skysčio ir standžios sienos; Kolokviumas sako, kad skystis drėkina sieną.

Kai ant stiklo paviršiaus dedamas silikono tirpalas, vanduo nėra visiškai impregnavęs stiklą, tačiau ant jo susidaro lašeliai, kuriuos galima lengvai pašalinti. Taigi, nurodoma, kad dėl šio apdorojimo susilpnėja jėga tarp vandens ir stiklo.

Labai panašus atvejis atsitinka, kai rankos yra riebios, o plaunant vandeniu, galite matyti labai apibrėžtus lašus ant odos, o ne drėgną odą.

Meniskų tipai

Yra dviejų tipų meniskai: įgaubti ir išgaubti. Vaizde įgaubtas yra A ir išgaubtas B. Punktų linijos rodo teisingą žymėjimą skaitydami tūrio matavimą.

Įgaubtas

Įgaubtas meniskas pasižymi tuo, kad kontaktinio kampo θ, kurį sudaro stiklo sienelė su linija, liečiančia menizę, ir kuri yra įvesta į skystį, vertė yra mažesnė nei 90 °. Jei ant stiklo dedamas kiekis skysčio, jis linkęs plisti ant stiklo paviršiaus.

Įgaubtas meniskas rodo, kad sanglaudos jėgos skystyje yra mažesnės už stiklo sienų sukibimo stiprumą.

Todėl skystis vonios arba sudrėkina stiklo sieną, išlaikydamas skysčio kiekį ir įgaubdamas meniską. Vanduo - tai skystis, kuris sudaro įgaubtą meniškį.

Išgaubta

Išgaubto menio atveju kontaktinis kampas θ yra didesnis nei 90 °. Gyvsidabris yra skystis, kuris sudaro išgaubtas menisci. Kai ant stiklo paviršiaus dedamas lašelis gyvsidabrio, kontaktinio kampo θ vertė yra 140 °.

Išgaubto menio stebėjimas rodo, kad skysčio sanglaudos jėgos yra didesnės nei adhezinė jėga tarp skysčio ir stiklo sienos. Sakoma, kad skystis nedrėkina stiklo.

Paviršinės sanglaudos jėgos (skystis-skystis) ir sukibimas (skystas-kietas) yra atsakingos už daugelį biologinio susidomėjimo reiškinių; toks yra paviršiaus įtempimo ir kapiliarumo atvejis.

Paviršiaus įtampa

Paviršiaus įtempimas yra grynoji traukos jėga, kuri veikia ant paviršiaus esančio skysčio molekulių ir yra linkusi juos įvesti į skystį.

Todėl paviršiaus įtempimas linkęs suskaldyti skystį ir suteikti jiems labiau įgaubtas menisci; kitaip tariant, ši jėga yra linkusi pašalinti skysčio paviršių iš stiklo sienelės.

Padidėjus temperatūrai, paviršiaus įtempis linkęs mažėti, pavyzdžiui: vandens paviršiaus įtempis yra lygus 0, 076 N / m 0 ° C ir 0, 059 N / m esant 100 ° C temperatūrai.

Tuo tarpu gyvsidabrio paviršiaus įtempis 20 ° C temperatūroje yra 0, 465 N / m. Tai paaiškintų, kodėl gyvsidabris sudaro išgaubtas menisci.

Kapiliarumas

Jei kontaktinis kampas θ yra mažesnis nei 90 °, o skystis sudrėkina stiklo sieną, stiklo kapiliarų viduje esantis skystis gali pakilti, kol bus pasiekta pusiausvyra.

Skysčio kolonėlės svorį kompensuoja sanglaudos jėgos vertikalus komponentas dėl paviršiaus įtempimo. Sukibimo jėga nesikiša, nes jos yra statmenos vamzdžio paviršiui.

Šis įstatymas nepaaiškina, kaip vanduo gali kilti iš šaknų į lapus per xilemo indus.

Tiesą sakant, šiuo klausimu yra ir kitų veiksnių, pavyzdžiui: kai lapuose vanduo išgaruoja, galima įsiurbti vandens molekules viršutinėje kapiliarų dalyje.

Tai leidžia kitoms molekulėms nuo kapiliarų apačios pakilti į garintųjų vandens molekulių vietą.