MENISC (CHIMIE): DIN CE CONSTĂ ȘI TIPURI - CHIMIE - 2025

Meniscul este curbura suprafeței unui lichid. De asemenea, este suprafața liberă a unui lichid la interfața lichid-aer. Lichidele sunt caracterizate prin faptul că au un volum fix, fiind puțin compresibile.

Cu toate acestea, forma lichidelor variază prin adoptarea formei recipientului care le conține. Această caracteristică se datorează mișcării aleatorii a moleculelor care le formează.

Sursa: Jleedev prin Wikipedia.

Lichidele au capacitatea de a curge, de densitate ridicată și de a se difuza rapid în alte lichide cu care sunt miscibile. Aceștia ocupă zona cea mai joasă a containerului în funcție de gravitate, lăsând în partea superioară o suprafață liberă nu total plană. În unele circumstanțe, acestea pot lua forme speciale, cum ar fi picături, bule și bule.

Proprietățile lichidelor precum punctul de topire, presiunea vaporilor, vâscozitatea și căldura vaporizării depind de intensitatea forțelor intermoleculare care conferă lichidelor coeziunea.

Cu toate acestea, lichidele interacționează și cu recipientul prin forțele de aderență. Meniscul apare atunci din aceste fenomene fizice: diferența dintre forțele de coeziune dintre particulele lichidului și cele de aderență care le permite să ude pereții.

Ce este meniscul?

După cum s-a explicat, meniscul este rezultatul diferitelor fenomene fizice, printre care se poate menționa și tensiunea superficială a lichidului.

Forțele de coeziune

Forțele de coeziune este termenul fizic care explică interacțiunile intermoleculare în interiorul lichidului. În cazul apei, forțele de coeziune se datorează interacțiunii dipol-dipol și legăturilor de hidrogen.

Molecula de apă este de natură bipolară. Acest lucru se datorează faptului că oxigenul din moleculă este electronegativ, deoarece are o lăcomie mai mare pentru electroni decât hidrogenii, ceea ce determină că oxigenul este încărcat negativ, iar hidrogenii sunt încărcați pozitiv.

Există o atracție electrostatică între încărcarea negativă a unei molecule de apă, localizată pe oxigen și sarcina pozitivă a unei alte molecule de apă, localizată pe hidrogeni.

Această interacțiune este ceea ce este cunoscut sub numele de interacțiunea dipol-dipol sau forță, care contribuie la coeziunea lichidului.

Forțele de adeziune

Pe de altă parte, moleculele de apă pot interacționa cu pereții de sticlă, încărcând parțial atomii de hidrogen ai moleculelor de apă care se leagă puternic de atomii de oxigen de pe suprafața sticlei.

Aceasta constituie forța de aderență între lichid și peretele rigid; colocvial se spune că lichidul udă peretele.

Când o soluție siliconică este plasată pe suprafața paharului, apa nu impregnează complet sticla, ci se formează picături pe sticlă care sunt ușor îndepărtate. Astfel, este indicat că prin acest tratament forța de aderență dintre apă și sticlă este redusă.

Un caz foarte similar apare atunci când mâinile sunt uleioase, iar atunci când sunt spălate în apă, picături foarte definite pot fi observate pe piele în loc de o piele umedă.

Tipuri de menisci

Există două tipuri de menisci: concavă și convexă. În imagine, concava este A, iar convexa este B. Liniile punctate indică o curgere corectă la citirea unei măsurători de volum.

Concav

Sursa: Cutler prin Wikipedia.

Meniscul concav este caracterizat prin aceea că unghiul de contact θ format de peretele de sticlă cu o linie tangentă la menisc și, care este introdus în lichid, are o valoare mai mică de 90 °. Dacă o cantitate de lichid este plasată pe sticlă, acesta tinde să se răspândească pe suprafața sticlei.

Prezența unui menisc concave arată că forțele de coeziune în interiorul lichidului sunt mai mici decât forța de aderență a peretelui lichid.

Prin urmare, lichidul scaldă sau udă peretele de sticlă, păstrând o cantitate de lichid și oferind meniscului o formă concavă. Apa este un exemplu de fluid care formează menisci concave.

Convex

În cazul meniscului convex, unghiul de contact θ are o valoare mai mare de 90º. Mercurul este un exemplu de lichid care formează menisci convex. Când o picătură de mercur este plasată pe o suprafață de sticlă, unghiul de contact θ are o valoare de 140º.

Observarea unui menisc convex indică faptul că forțele de coeziune ale lichidului sunt mai mari decât forța de aderență dintre lichid și peretele de sticlă. Se spune că lichidul nu udă paharul.

Forțele de suprafață ale coeziunii (lichid-lichid) și aderență (lichid-solid) sunt responsabile pentru multe fenomene de interes biologic; acesta este cazul tensiunii superficiale și capilarității.

Tensiune de suprafata

Tensiunea superficială este o forță netă de atracție care se exercită asupra moleculelor lichidului care se află la suprafață și care tinde să le introducă în lichid.

Prin urmare, tensiunea superficială tinde să lege lichidul și să le ofere mai mult menisc concave; Sau altfel spus: această forță tinde să îndepărteze suprafața lichidului de pe peretele de sticlă.

Tensiunea superficială tinde să scadă odată cu creșterea temperaturii, de exemplu: tensiunea de suprafață a apei este egală cu 0,076 N / m la 0 ° C și 0,059 N / m la 100 ° C.

Între timp, tensiunea de suprafață a mercurului la 20ºC este de 0,465 N / m. Acest lucru ar explica de ce mercurul formează menisci convex.

Capilaritate

Dacă unghiul de contact θ este mai mic de 90 ° și lichidul udă peretele de sticlă, lichidul din interiorul capilarelor de sticlă poate ajunge la o stare de echilibru.

Greutatea coloanei de lichid este compensată de componenta verticală a forței de coeziune datorită tensiunii de suprafață. Forța de aderență nu intervine deoarece sunt perpendiculare pe suprafața tubului.

Această lege nu explică modul în care apa se poate ridica de la rădăcini până la frunze prin vasele xilemului.

De fapt, există și alți factori care intervin în acest sens, de exemplu: deoarece apa se evaporă în frunze, permite moleculelor de apă din partea superioară a capilarelor.

Acest lucru permite altor molecule din partea inferioară a capilarelor să se ridice pentru a lua locul moleculelor de apă evaporate.

Referințe

1. Ganong, WF (2002). Fiziologie medicală. 2002. Ediția a 19-a. Manual editorial Moderno.
2. Whitten, Davis, Peck și Stanley. (2008). Chimie. (Ediția a VIII-a). CENGAGE Învățare.
3. Helmenstine, Anne Marie, doctorat. (4 august 2018). Cum să citești un menisc în chimie. Recuperat de la: thinkco.com
4. Wikipedia. (2018). Menisc (lichid). Recuperat de la: en.wikipedia.org
5. Friedl S. (2018). Ce este un menisc? Studiu. Recuperat din: studiu.com
6. Tensiune de suprafata. Recuperat din: chem.purdue.edu