MENISKS (ĶĪMIJA): NO KĀ SASTĀV UN VEIDI - ĶĪMIJA - 2025

Meniska ir izliekums virsmas šķidrums. Tā ir arī brīva šķidruma virsma šķidruma un gaisa saskarnē. Šķidrumiem raksturīgs noteikts tilpums, tie ir nedaudz saspiežami.

Tomēr šķidrumu forma mainās, ņemot vērā trauka formu, kurā tie atrodas. Šis raksturlielums ir saistīts ar to veidojošo molekulu nejaušu kustību.

Avots: Džiledevs, izmantojot Wikipedia.

Šķidrumiem ir spēja plūst, tie ir blīvi un ātri izkliedējas citos šķidrumos, ar kuriem tie ir viegli sajaucami. Tie gravitācijas dēļ aizņem zemāko konteinera laukumu, augšpusē atstājot pilnīgi līdzenu brīvu virsmu. Dažos gadījumos tie var būt īpašās formās, piemēram, pilieni, burbuļi un burbuļi.

Šķidrumu īpašības, piemēram, kušanas temperatūra, tvaika spiediens, viskozitāte un iztvaikošanas siltums, ir atkarīgas no starpmolekulāro spēku intensitātes, kas šķidrumiem piešķir kohēziju.

Tomēr šķidrumi mijiedarbojas arī ar trauku, izmantojot adhēzijas spēkus. Pēc tam meniskus rada šīs fizikālās parādības: atšķirība starp kohēzijas spēkiem starp šķidruma daļiņām un saķeres spēkiem, kas tām ļauj mitrināt sienas.

Kas ir menisks?

Kā tikko paskaidrots, menisks ir dažādu fizisku parādību rezultāts, starp kuriem var minēt arī šķidruma virsmas spraigumu.

Kohēzijas spēki

Kohēzijas spēki ir fizisks termins, kas izskaidro starpmolekulāro mijiedarbību šķidrumā. Ūdens gadījumā kohēzijas spēkus rada dipola-dipola mijiedarbība un ūdeņraža saites.

Ūdens molekulai ir bipolārs raksturs. Tas ir saistīts ar faktu, ka skābeklis molekulā ir elektronegatīvs, jo tajā ir lielāka alkatība pret elektroniem nekā ūdeņražos, kas nosaka, ka skābeklis ir negatīvi lādēts un ūdeņradis ir pozitīvi lādēts.

Starp vienas ūdens molekulas, kas atrodas uz skābekļa, negatīvo lādiņu un citas ūdens molekulas, kas atrodas uz ūdeņražiem, negatīvo lādiņu pastāv elektrostatiska pievilcība.

Šī mijiedarbība ir tā sauktā dipola-dipola mijiedarbība vai spēks, kas veicina šķidruma kohēziju.

Saķeres spēki

No otras puses, ūdens molekulas var mijiedarboties ar stikla sienām, daļēji uzlādējot ūdens molekulu ūdeņraža atomus, kas stingri saistās ar skābekļa atomiem uz stikla virsmas.

Tas veido saķeres spēku starp šķidrumu un stingro sienu; sarunvalodā tiek teikts, ka šķidrums mitrina sienu.

Kad uz stikla virsmas novieto silikona šķīdumu, ūdens stiklu pilnībā neiesūcina, bet uz stikla veidojas pilītes, kuras viegli noņem. Tādējādi tiek norādīts, ka ar šo apstrādi saķeres spēks starp ūdeni un stiklu tiek samazināts.

Ļoti līdzīgs gadījums ir tad, kad rokas ir taukainas, un, mazgājot ūdenī, mitras ādas vietā uz ādas var redzēt ļoti noteiktus pilienus.

Menisci veidi

Pastāv divu veidu meniski: ieliekti un izliekti. Attēlā ieliektais ir A un izliektais ir B. Punktētās līnijas norāda pareizo flush, lasot tilpuma mērījumu.

Ieliekts

Avots: Cutler, izmantojot Wikipedia.

Ieliektajam meniskam ir raksturīgs ar to, ka saskares leņķim θ, ko veido stikla siena ar līniju, kas pieskaras meniskam un kura ir ievietota šķidrumā, vērtība ir mazāka par 90º. Ja šķidrumam tiek uzlikts noteikts daudzums šķidruma, tam ir tendence izplatīties pa stikla virsmu.

Ieliekta meniska klātbūtne parāda, ka kohēzijas spēki šķidrumā ir mazāki par šķidruma-stikla sienas saķeres spēku.

Tāpēc šķidrums mazgā vai mitrina stikla sienu, saglabājot šķidruma daudzumu un piešķirot meniskiem ieliektu formu. Ūdens ir piemērs šķidrumam, kas veido ieliektus meniskus.

Izliekts

Izliekta meniska gadījumā kontakta leņķa θ vērtība ir lielāka par 90º. Dzīvsudrabs ir šķidruma piemērs, kas veido izliektus meniskus. Kad dzīvsudraba pilienu novieto uz stikla virsmas, kontakta leņķa θ vērtība ir 140º.

Izliekta meniska novērojums norāda, ka šķidruma kohēzijas spēki ir lielāki par saķeres spēku starp šķidrumu un stikla sienu. Tiek uzskatīts, ka šķidrums stiklu nesaslapina.

Kohēzijas (šķidrums-šķidrums) un saķeres (šķidrums-cietais) virsmas spēki ir atbildīgi par daudzām bioloģiski nozīmīgām parādībām; tāds ir virsmas spraigums un kapilārums.

Virsmas spraigums

Virsmas spraigums ir tīrais pievilcības spēks, kas tiek iedarbināts uz šķidruma molekulām, kuras atrodas uz virsmas un kurām ir tendence tās ievadīt šķidrumā.

Tāpēc virsmas spraigumam ir tendence saistīt šķidrumu un dot viņiem vairāk ieliektu menisku; Vai arī izsakiet citu ceļu: šim spēkam ir tendence noņemt šķidruma virsmu no stikla sienas.

Virsmas spriegumam ir tendence samazināties, paaugstinoties temperatūrai, piemēram: ūdens virsmas spraigums ir vienāds ar 0,076 N / m 0 ° C un 0,059 N / m 100 ° C.

Tikmēr dzīvsudraba virsmas spraigums 20ºC temperatūrā ir 0,465 N / m. Tas izskaidro, kāpēc dzīvsudrabs veido izliektu menisku.

Kapilāritāte

Ja saskares leņķis θ ir mazāks par 90 ° un šķidrums mitrina stikla sienu, šķidrums stikla kapilāru iekšpusē var nonākt līdzsvara stāvoklī.

Šķidruma kolonnas svaru kompensē kohēzijas spēka vertikālā sastāvdaļa virsmas spraiguma dēļ. Saķeres spēks neiejaucas, jo tie ir perpendikulāri caurules virsmai.

Šis likums nepaskaidro, kā caur ksilēmas traukiem ūdens var paaugstināties no saknēm līdz lapām.

Patiesībā ir arī citi faktori, kas šajā sakarā iejaucas, piemēram: tā kā ūdens iztvaiko lapās, tas ļauj sūkāt kapilāru augšdaļā esošās ūdens molekulas.

Tas ļauj citām molekulām kapilāru apakšā pacelties, lai aizvietotu iztvaicētās ūdens molekulas.

Atsauces

1. Ganongs, WF (2002). Medicīniskā fizioloģija. 2002. 19. izdevums. Redakcijas rokasgrāmata Moderno.
2. Vaitens, Deiviss, Peks un Stenlijs. (2008). Ķīmija. (8. izd.). CENGAGE mācīšanās.
3. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (2018. gada 4. augusts). Kā lasīt menisku ķīmijā. Atgūts no: domaco.com
4. Wikipedia. (2018). Menisks (šķidrums). Atgūts no: en.wikipedia.org
5. Frīdlijs S. (2018). Kas ir menisks? Pētījums. Atgūts no: study.com
6. Virsmas spraigums. Atgūts no: chem.purdue.edu