MENISK (KEMI): HVAD DEN BESTÅR AF OG TYPER - KEMI - 2025

Den menisk er krumningen af overfladen af en væske. Det er også den frie overflade af en væske ved væske-luft-grænsefladen. Væsker er karakteriseret ved at have et fast volumen og være lidt komprimerbare.

Formen på væsker varierer imidlertid ved at vedtage formen på beholderen, der indeholder dem. Denne egenskab skyldes den tilfældige bevægelse af molekylerne, der danner dem.

Kilde: Jleedev via Wikipedia.

Væsker har evnen til at strømme, høj densitet og diffundere hurtigt i andre væsker, som de er blandbare med. De besætter det laveste område af beholderen ved hjælp af tyngdekraften og efterlader en ikke helt plan fri overflade øverst. Under nogle omstændigheder kan de tage særlige former, såsom dråber, bobler og bobler.

Egenskaber ved væsker såsom smeltepunkt, damptryk, viskositet og fordampningsvarme afhænger af intensiteten af ​​de intermolekylære kræfter, der giver væskerne samhørighed.

Væsker interagerer imidlertid også med beholderen gennem vedhæftningskræfter. Menisken stammer derefter fra disse fysiske fænomener: forskellen mellem samhørighedskræfterne mellem væskens partikler og vedhæftningskræfter, der giver dem mulighed for at våde væggene.

Hvad er menisken?

Som netop forklaret er menisken resultatet af forskellige fysiske fænomener, blandt hvilke væskens overfladespænding også kan nævnes.

Samhørighedskræfter

Kohesionskræfter er det fysiske udtryk, der forklarer intermolekylære interaktioner i væsken. I tilfælde af vand skyldes samhørighedskræfterne dipol-dipolinteraktion og brintbindinger.

Vandmolekylet er bipolært i naturen. Dette skyldes det faktum, at iltet i molekylet er elektronegativt, fordi det har en større avid for elektroner end hydrogener, hvilket bestemmer, at oxygenet efterlades med en negativ ladning, og hydrogenerne er positivt ladet.

Der er en elektrostatisk tiltrækning mellem den negative ladning af et vandmolekyle, der er placeret på ilt, og den positive ladning af et andet vandmolekyle, der er placeret på hydrogener.

Denne interaktion er det, der er kendt som dipol-dipol-interaktion eller -kraft, som bidrager til væskens samhørighed.

Klæbningskræfter

På den anden side kan vandmolekyler interagere med glasvægge ved delvis at oplade brintatomerne i vandmolekylerne, der binder stærkt til oxygenatomerne på glasets overflade.

Dette udgør vedhæftningskraften mellem væsken og den stive væg; kaldes det, at væsken befugter væggen.

Når en silikoneopløsning anbringes på overfladen af ​​glasset, imprægneres vandet ikke helt glasset, men der dannes dråber på glasset, der let fjernes. Det antydes således, at ved denne behandling reduceres vedhæftningskraften mellem vand og glas.

Et meget lignende tilfælde opstår, når hænderne er fedtede, og når de vaskes i vand, kan man se meget definerede dråber på huden i stedet for en fugtig hud.

Typer af menisci

Der er to typer menisci: den konkave og den konvekse. På billedet er den konkave A, og den konvekse er B. De stiplede linjer angiver den korrekte skylning, når man læser en volumenmåling.

konkav

Kilde: Cutler via Wikipedia.

Den konkave menisk er kendetegnet ved, at kontaktvinklen θ dannet af glasvæggen med en linie, der er tangent til menisken, og som indsættes i væsken, har en værdi på mindre end 90º. Hvis der placeres en mængde væske på glasset, har den en tendens til at sprede sig over glasets overflade.

Tilstedeværelsen af ​​en konkav menisk viser, at samhørighedskræfterne inden i væsken er mindre end væskeglasvægvedhæftningskraften.

Derfor bader eller befugter væsken glasvæggen, idet den beholder en mængde væske og giver menisken en konkav form. Vand er et eksempel på en væske, der danner konkave menisker.

konveks

I tilfælde af den konvekse menisk har kontaktvinklen a en værdi større end 90º. Kviksølv er et eksempel på en væske, der danner konvekse menisker. Når en dråbe kviksølv placeres på en glasoverflade, har kontaktvinklen a en værdi på 140º.

Observationen af ​​en konveks menisk indikerer, at væskens samhørighedskræfter er større end vedhæftningskraften mellem væsken og glasvæggen. Væsken siges at ikke våde glasset.

Kohesionens overfladekræfter (væske-væske) og vedhæftning (flydende-fast) er ansvarlige for mange fænomener af biologisk interesse; sådan er tilfældet med overfladespænding og kapillaritet.

Overfladespænding

Overfladespænding er en netto-tiltrækningskraft, der udøves på molekylerne i væsken, der er på overfladen, og som har en tendens til at introducere dem i væsken.

Derfor har overfladespænding en tendens til at binde væsken og give dem mere konkave menisker; Eller sagt på en anden måde: denne kraft har en tendens til at fjerne væskeoverfladen fra glasvæggen.

Overfladespænding har en tendens til at falde når temperaturen stiger, for eksempel: vandets overfladespænding er lig med 0,076 N / m ved 0 ° C og 0,059 N / m ved 100 ° C.

I mellemtiden er overfladespændingen for kviksølv ved 20 ° C 0,465 N / m. Dette forklarer, hvorfor kviksølv danner konvekse menisci.

kapillaritet

Hvis kontaktvinklen θ er mindre end 90º, og væsken befugter glasvæggen, kan væsken inde i glaskapillærerne stige til en ligevægtstilstand.

Vægten af ​​væskesøjlen udlignes af den vertikale komponent af samhørighedskraften på grund af overfladespænding. Vedhæftningskraften griber ikke ind, fordi de er vinkelret på rørets overflade.

Denne lov forklarer ikke, hvordan vand kan stige fra rødderne til bladene gennem xylemets kar.

Der er faktisk andre faktorer, der griber ind i denne henseende, for eksempel: når vandet fordamper i bladene, giver det mulighed for, at vandmolekylerne i den øverste del af kapillærerne suges op.

Dette gør det muligt for andre molekyler i bunden af ​​kapillærerne at stige for at komme i stedet for de fordampede vandmolekyler.

Referencer

1. Ganong, WF (2002). Medicinsk fysiologi. 2002. 19. udgave. Redaktionel manual Moderno.
2. Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). Kemi. (8. udgave). CENGAGE Læring.
3. Helmenstine, Anne Marie, ph.d. (4. august 2018). Sådan læses en menisk i kemi. Gendannes fra: thoughtco.com
4. Wikipedia. (2018). Menisk (væske). Gendannet fra: en.wikipedia.org
5. Friedl S. (2018). Hvad er en menisk? Undersøgelse. Gendannes fra: study.com
6. Overfladespænding. Gendannes fra: chem.purdue.edu