Menisco (kjemi): hva det består av og typer
Menisken er krumningen av overflaten av en væske. Det er også den frie overflaten av en væske i væskeluftgrensesnittet. Væsker er karakterisert ved å ha et fast volum, som er ukomprimert.
Imidlertid varierer formen på væskene ved å vedta formen på beholderen som inneholder dem. Denne egenskapen skyldes tilfeldig bevegelse av molekylene som danner dem.
Væsker har evne til å flyte, høy tetthet, og spre seg raskt i andre væsker som de er blandbare med. De okkuperer ved tyngdekraften det laveste arealet av beholderen, og etterlater i den øvre delen en fri overflate som ikke er helt flat. Under noen omstendigheter kan de adoptere spesielle former som dråper, bobler og bobler.
Egenskapene til væsker som smeltepunkt, damptrykk, viskositet og varme av fordampning avhenger av intensiteten av de intermolekylære kreftene som gir kohesjon til væsker.
Væsker påvirker imidlertid også beholderen med vedheftskrefter. Meniscusen oppstår da fra disse fysiske fenomenene: forskjellen mellom kohesjonskreftene mellom væskens partikler og vedheft som gjør at de kan våte opp veggene.
Hva er menisken?
Som bare forklart, er menisken resultatet av flere fysiske fenomener, blant annet kan overflatespenningen til væsken også nevnes.
Samhørighetskrefter
Samholdskrefter er den fysiske begrep som forklarer de intermolekylære samspillene i væsken. Når det gjelder vann, er kohesjonskreftene på grunn av dipol-dipolinteraksjonen og hydrogenbindingene.
Vannmolekylet er bipolært i naturen. Dette skyldes at oksygenet i molekylet er electronegative fordi det har større aviditet for elektroner enn hydrogener, som bestemmer at oksygen forblir med en negativ ladning og hydrogenene er positivt ladet.
Det er en elektrostatisk tiltrekning mellom den negative ladningen av et vannmolekyl, som ligger i oksygen, og den positive ladningen av et annet vannmolekyl, som er lokalisert i hydrogenene.
Denne interaksjonen er det som kalles dipole-dipol interaksjon eller kraft, noe som bidrar til kohesjonen av væsken.
Adhesjonskrefter
På den annen side kan vannmolekyler samhandle med glassvegger ved delvis å lade hydrogenatomer i vannmolekylene som binder sterkt til oksygenatomer på overflaten av glasset.
Dette utgjør adhesjonskraften mellom væsken og den stive veggen; Samfunnet sies det at væsken væsker veggen.
Når en silikonløsning er plassert på overflaten av glasset, implanterer ikke vannet glasset helt, men dråper dannes på det som lett kan fjernes. Det er således indikert at ved denne behandling avtar adhesjonskraften mellom vannet og glasset.
En meget lignende sak oppstår når hendene er oljete, og når de vaskes i vann, kan du se svært definerte dråper på huden i stedet for fuktig hud.
Typer av menisk
Det er to typer menisk: den konkave og den konvekse. På bildet er konkaven A, og den konvekse B. De stiplede linjene angir riktig merking når man leser en volummåling.
konkav
Den konkave menisken er karakterisert ved at kontaktvinkelen 6 dannet av glassveggen med en linje som er tangent til menisken og som innføres i væsken, har en verdi mindre enn 90 °. Hvis en mengde væske plasseres på glasset, har den en tendens til å spre seg på overflaten av glasset.
Tilstedeværelsen av en konkav menisk viser at kohesjonskreftene i væsken er mindre enn glassveggets adhesjonsstyrke.
Derfor væsker eller væsker væsken glassveggen, beholder en mengde væske og konkav menisken. Vann er et eksempel på en væske som danner konkav menisk.
konveks
I tilfelle av den konvekse menisken har kontaktvinkelen 6 en verdi større enn 90 °. Merkur er et eksempel på en væske som danner konveks meniski. Når en dråpe kvikksølv er plassert på en glassoverflate, har kontaktvinkelen θ en verdi på 140 °.
Observasjonen av en konveks menisk viser at væskens sammenhengende krefter er større enn adhesjonskraften mellom væsken og glassveggen. Det sies at væsken ikke våt glasset.
De overfladiske kreftene av kohesjon (væske-væske) og adhesjon (væske-fast) er ansvarlige for mange fenomener av biologisk interesse; slik gjelder overflatespenning og kapillaritet.
Overflatespenning
Overflatespenningen er en netto tiltrekningskraft som utøves på væskens molekyler som er på overflaten og har en tendens til å introdusere dem i væsken.
Overflatespenningen har derfor en tendens til å samle væsken og gi dem mer konkav meniski; eller med andre ord: Denne kraften har en tendens til å fjerne overflaten av væsken fra glassveggen.
Overflatespenningen har en tendens til å synke etter hvert som temperaturen øker, for eksempel: overflatespenningen til vannet er 0, 076 N / m ved 0 ° C og 0, 059 N / m ved 100 ° C.
I mellomtiden er overflatespenningen av kvikksølv ved 20 ° C 0, 465 N / m. Dette ville forklare hvorfor kvikksølv danner konveks meniski.
capillarity
Hvis kontaktvinkelen θ er mindre enn 90 °, og væsken visker glassveggen, kan væsken inne i glasskapillærene stige til en likevektstilstand er nådd.
Væskekolonnens vekt kompenseres av den vertikale komponenten av kohesjonskraften på grunn av overflatespenningen. Vedheftskraften griper ikke inn fordi de er vinkelrett på overflaten av røret.
Denne loven forklarer ikke hvordan vannet kan stige opp fra røttene til bladene gjennom xylemens fartøy.
Faktisk er det andre faktorer som er involvert i denne forbindelse, for eksempel: når vannet fordamper i blader gjør det mulig å suge vannmolekylene i den øvre delen av kapillærene.
Dette tillater andre molekyler fra bunnen av kapillærene å stige opp for å okkupere stedet for de fordampede vannmolekylene.
