MENISKUS (KEMIJA): IZ ČESA JE SESTAVLJEN IN VRSTE - KEMIJA - 2025

Meniskusa je ukrivljenost površine tekočine. Prav tako je prosta površina tekočine na vmesniku tekočina-zrak. Za tekočine je značilno, da imajo fiksno prostornino, so malo stisljive.

Oblika tekočin pa se spreminja s sprejemom oblike posode, ki jih vsebuje. Ta lastnost je posledica naključnega gibanja molekul, ki jih tvorijo.

Vir: Jleedev prek Wikipedije.

Tekočine imajo sposobnost pretoka, visoko gostoto in hitro difundirajo v druge tekočine, s katerimi jih je mogoče mešati. Po gravitaciji zasedajo najnižjo površino posode, na vrhu pa puščajo ne povsem ravno prosto površino. V nekaterih okoliščinah lahko sprejmejo posebne oblike, kot so kapljice, mehurčki in mehurčki.

Lastnosti tekočin, kot so tališče, parni tlak, viskoznost in toplota uparjanja, so odvisne od intenzitete medmolekulskih sil, ki dajejo tekočinam kohezijo.

Vendar tudi tekočine s pomočjo adhezijskih sil vplivajo na posodo. Meniskus torej izhaja iz teh fizikalnih pojavov: razlike med silami kohezije med delci tekočine in silami oprijema, ki jim omogoča, da zmočijo stene.

Kaj je meniskus?

Kot je bilo le pojasnjeno, je meniskus posledica različnih fizičnih pojavov, med katerimi lahko omenimo tudi površinsko napetost tekočine.

Kohezijske sile

Kohezijske sile so fizični izraz, ki razlaga medmolekulske interakcije znotraj tekočine. V primeru vode so kohezijske sile posledica interakcije dipol-dipol in vodikovih vezi.

Molekula vode je po naravi bipolarna. To je posledica dejstva, da je kisik v molekuli elektronegativen, ker ima večji pohlep za elektrone kot vodiki, kar določa, da je kisik negativno nabit, vodiki pa pozitivno nabiti.

Obstaja elektrostatična privlačnost med negativnim nabojem ene molekule vode, ki se nahaja na kisiku, in pozitivnim nabojem druge molekule vode, ki se nahaja na vodikih.

Ta interakcija je tista, ki jo imenujemo interakcija dipola in dipola ali sila, ki prispeva k koheziji tekočine.

Adhezijske sile

Po drugi strani pa lahko molekule vode medsebojno vplivajo na steklene stene z delnim polnjenjem vodikovih atomov molekul vode, ki se močno vežejo na atome kisika na površini kozarca.

To pomeni adhezijsko silo med tekočino in togo steno; pogovorno rečeno, da tekočina zmoči steno.

Ko silikonska raztopina položi na površino kozarca, voda kozarca ne popolnoma impregnira, ampak se na steklu oblikujejo kapljice, ki se zlahka odstranijo. Tako je nakazano, da se s to obdelavo zmanjša sila adhezije med vodo in steklom.

Zelo podoben primer se pojavi, ko so roke mastne, in ko se operejo v vodi, lahko na koži namesto vlažne kože opazimo zelo določene kapljice.

Vrste meniscev

Obstajata dve vrsti meniscev: konkavna in izbočena. Na sliki je konkavna A, izbočena pa B. Pikčaste črte označujejo pravilno rdečico pri odčitavanju meritve glasnosti.

Konkavno

Vir: Cutler prek Wikipedije.

Konkavni menisk je značilen po tem, da ima kontaktni kot θ, ki ga tvori steklena stena z linijo, ki je tangenta na meniskus in je vstavljen v tekočino, vrednost manjšo od 90 °. Če na tekočino postavimo količino tekočine, se ta širi po površini kozarca.

Prisotnost konkavnega meniskusa kaže, da so kohezijske sile znotraj tekočine manjše od sile oprijema stene tekočega stekla.

Zato tekočina kopa ali zmoči stekleno steno, pri čemer zadržuje količino tekočine in daje meniskusu konkavno obliko. Voda je primer tekočine, ki tvori konkavne menisce.

Konveksno

V primeru izbočenega meniskusa ima kontaktni kot θ večjo od 90 °. Živo srebro je primer tekočine, ki tvori konveksne menisce. Ko kapljico živega srebra položimo na stekleno površino, ima kontaktni kot θ vrednost 140 °.

Opazovanje konveksnega meniskusa kaže, da so kohezijske sile tekočine večje od adhezijske sile med tekočino in stekleno steno. Tekočina naj bi stekla ne zmočila.

Površinske sile kohezije (tekočina-tekočina) in adhezija (tekočina-trdna snov) so odgovorne za številne pojave biološkega interesa; tak primer je površinska napetost in kapilarnost.

Površinska napetost

Površinska napetost je neto sila privlačnosti, ki deluje na molekule tekočine, ki je na površini, in jih teži k vnosu v tekočino.

Zato površinska napetost veže tekočino in jim daje bolj konkavne menisce; Ali povedano drugače: ta sila ponavadi odstrani površino tekočine s steklene stene.

Z naraščanjem temperature se površinska napetost ponavadi zmanjšuje, na primer: površinska napetost vode je enaka 0,076 N / m pri 0 ° C in 0,059 N / m pri 100 ° C.

Medtem je površinska napetost živega srebra pri 20 ° C 0,465 N / m. To bi razložilo, zakaj živo srebro tvori izbočene menisce.

Kapilarnost

Če je kontaktni kot manjši od 90 ° in tekočina zmoči stekleno steno, se lahko tekočina v steklenih kapilarah dvigne v ravnovesje.

Teža stebra s tekočino se izravna z navpično sestavino kohezijske sile zaradi površinske napetosti. Lepilna sila ne posega, ker so pravokotne na površino cevi.

Ta zakon ne razlaga, kako se lahko voda iz korenin v liste dvigne skozi posode ksilema.

Pravzaprav obstajajo v zvezi s tem tudi drugi dejavniki, na primer: ko voda izpari v listih, omogoča sesanje molekul vode v zgornjem delu kapilar.

To omogoča, da se druge molekule na dnu kapilar dvignejo, da prevzamejo mesto molekul izparene vode.

Reference

1. Ganong, WF (2002). Medicinska fiziologija. 2002. 19. izdaja. Uredniški priročnik Moderno.
2. Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). Kemija. (8. izd.). CENGAGE Učenje.
3. Helmenstine, Anne Marie, dr. (4. avgust 2018). Kako brati menisk v kemiji. Pridobljeno: misel.com
4. Wikipedija. (2018). Meniskus (tekoč). Pridobljeno: en.wikipedia.org
5. Friedl S. (2018). Kaj je menisk? Študij. Pridobljeno: study.com
6. Površinska napetost. Pridobljeno: chem.purdue.edu