MENISK (KEMI): VAD DEN BESTÅR AV OCH TYPER - KEMI - 2026

Den menisken är krökningen av ytan av en vätska. Det är också en vätskes fria yta vid gränsytan mellan vätska och luft. Vätskor kännetecknas av att de har en fast volym och är lite komprimerbara.

Formen på vätskor varierar emellertid genom att anta formen på behållaren som innehåller dem. Denna egenskap beror på den slumpmässiga rörelsen av molekylerna som bildar dem.

Källa: Jleedev via Wikipedia.

Vätskor har förmågan att flyta, hög densitet och diffundera snabbt till andra vätskor som de är blandbara med. De upptar det lägsta området på behållaren genom tyngdkraften och lämnar en inte helt plan fri yta i toppen. Under vissa omständigheter kan de ta speciella former som droppar, bubblor och bubblor.

Egenskaperna hos vätskor såsom smältpunkt, ångtryck, viskositet och förångningsvärme beror på intensiteten hos de intermolekylära krafterna som ger vätskorna sammanhållning.

Vätskor interagerar emellertid också med behållaren genom vidhäftningskrafter. Menisken uppstår sedan från dessa fysiska fenomen: skillnaden mellan sammanhållningskrafter mellan vätskepartiklarna och vidhäftningskrafter som gör att de kan väta väggarna.

Vad är menisken?

Som just förklarats är menisken resultatet av olika fysiska fenomen, bland vilka vätskans ytspänning också kan nämnas.

Sammanhållningskrafter

Sammanhållningskrafter är den fysiska termen som förklarar intermolekylära interaktioner i vätskan. När det gäller vatten beror sammanhållningskrafterna på dipol-dipolinteraktion och vätebindningar.

Vattenmolekylen är bipolär i naturen. Detta beror på att syret i molekylen är elektronegativt eftersom det har en större girighet för elektroner än vätgas, vilket bestämmer att syret är negativt laddat och vätgaserna är positivt laddade.

Det finns en elektrostatisk attraktion mellan den negativa laddningen av en vattenmolekyl, belägen på syre, och den positiva laddningen av en annan vattenmolekyl, belägen på vätgaser.

Denna interaktion är vad som kallas dipol-dipolinteraktion eller -kraft, vilket bidrar till vätskans sammanhållning.

Vidhäftningskrafter

Å andra sidan kan vattenmolekyler interagera med glasväggar genom att delvis ladda väteatomerna i vattenmolekylerna som binder starkt till syreatomerna på glasets yta.

Detta utgör vidhäftningskraften mellan vätskan och den styva väggen; gemensamt sägs att vätskan väter väggen.

När en silikonlösning placeras på ytan av glaset impregnerar vattnet inte glaset helt, men det bildas droppar på glaset som lätt kan tas bort. Således indikeras att vid denna behandling reduceras vidhäftningskraften mellan vatten och glas.

Ett mycket liknande fall inträffar när händerna är oljiga, och när de tvättas i vatten kan mycket definierade droppar ses på huden istället för en fuktig hud.

Typer av menisci

Det finns två typer av menisker: det konkava och det konvexa. På bilden är den konkava A och den konvexa är B. De prickade linjerna indikerar rätt flush när du läser en volymmätning.

Konkav

Källa: Cutler via Wikipedia.

Den konkava menisken kännetecknas av att kontaktvinkeln θ som bildas av glasväggen med en linje som är tangent till menisken och, som införs i vätskan, har ett värde mindre än 90 °. Om en mängd vätska placeras på glaset tenderar den att spridas över glasets yta.

Närvaron av en konkav menisk visar att sammanhållningskrafterna i vätskan är mindre än väggglasets vidhäftningskraft.

Därför badar eller väter vätskan glasväggen, håller kvar en mängd vätska och ger menisken en konkav form. Vatten är ett exempel på en vätska som bildar konkava menisker.

Konvex

När det gäller den konvexa menisken har kontaktvinkeln a ett värde större än 90 °. Kvicksilver är ett exempel på en vätska som bildar konvexa menisker. När en droppe kvicksilver placeras på en glasyta har kontaktvinkeln value ett värde av 140º.

Observationen av en konvex menisk indikerar att vätskans sammanhållningskrafter är större än vidhäftningskraften mellan vätskan och glasväggen. Vätskan sägs inte väta glaset.

Ytkrafterna för sammanhållning (vätska-vätska) och vidhäftning (vätskeformigt) är ansvariga för många fenomen av biologiskt intresse; detta är fallet med ytspänning och kapillaritet.

Ytspänning

Ytspänning är en nettokraftsattraktion som utövas på molekylerna i vätskan som är på ytan och som tenderar att införa dem i vätskan.

Därför tenderar ytspänningen att binda vätskan och ge dem mer konkava menisci; Eller sagt på ett annat sätt: denna kraft tenderar att ta bort vätskans yta från glasväggen.

Ytspänningen tenderar att minska när temperaturen ökar, till exempel: ytans spänning är lika med 0,076 N / m vid 0 ° C och 0,059 N / m vid 100 ° C.

Samtidigt är kvicksilvers ytspänning vid 20 ° C 0,465 N / m. Detta skulle förklara varför kvicksilver bildar konvex menisci.

Kapillaritet

Om kontaktvinkeln θ är mindre än 90º, och vätskan väter glasväggen, kan vätskan inuti glaskapillärerna stiga till ett jämviktstillstånd.

Vätskekolonnens vikt kompenseras av den vertikala komponenten i sammanhållningskraften på grund av ytspänning. Vidhäftningskraften ingriper inte eftersom de är vinkelräta mot rörets yta.

Denna lag förklarar inte hur vatten kan stiga från rötterna till bladen genom xylemets kärl.

Det finns faktiskt andra faktorer som ingriper i detta avseende, till exempel: när vattnet avdunstar i bladen tillåter det att vattenmolekylerna i den övre delen av kapillärerna sugs upp.

Detta tillåter andra molekyler i botten av kapillärerna att stiga för att ta plats för de indunstade vattenmolekylerna.

referenser

1. Ganong, WF (2002). Medicinsk fysiologi. 2002. 19: e upplagan. Redaktionsmanual Moderno.
2. Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). Kemi. (8: e upplagan). CENGAGE Learning.
3. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (4 augusti 2018). Hur man läser en menisk i kemi. Återställd från: thoughtco.com
4. Wikipedia. (2018). Menisk (vätska). Återställd från: en.wikipedia.org
5. Friedl S. (2018). Vad är en menisk? Studie. Återställd från: study.com
6. Ytspänning. Återställdes från: chem.purdue.edu