Meniscus (chemie)

Concave en convexe meniscus. Bron: Wikimedia Commons

Wat is de meniscus (chemie)?

Hij meniscus Het is de kromming van het oppervlak van een vloeistof. Het is ook het vrije oppervlak van een vloeistof in de vloeistof-luchtinterface. Vloeistoffen worden gekenmerkt door een vast volume te hebben, die niet compressief zijn.

De vorm van de vloeistoffen varieert echter dat de vorm aanneemt van de container die ze bevat. Dit kenmerk is te wijten aan de willekeurige beweging van de moleculen die ze vormen.

Vloeistoffen hebben het vermogen om te stromen, een hoge dichtheid en zich snel verspreiden in andere vloeistoffen waarmee ze mengbaar zijn. 

Ze bezetten het laagste deel van de container, waardoor een gratis niet volledig plat oppervlak aan de bovenkant blijft. In sommige omstandigheden kunnen ze speciale vormen aannemen, zoals druppels, bubbels en bubbels.

De eigenschappen van vloeistoffen zoals het smeltpunt, de dampdruk, de viscositeit en de verdampingswarmte hangen af ​​van de intensiteit van de intermoleculaire krachten die samenhang geven aan vloeistoffen.

Vloeistoffen interageren echter ook met de container via adhesiekrachten.

De meniscus komt vervolgens voort uit deze fysische fenomenen: het verschil tussen cohesiekrachten tussen vloeibare deeltjes en hechting, waardoor ze de wanden kunnen nat maken.

Wat is de meniscus?

Zoals uitgelegd, is de meniscus het resultaat van verschillende fysische fenomenen, waaronder de oppervlaktespanning van de vloeistof ook kan worden genoemd.

Samenhangkrachten

Cohesiekrachten is de fysische term die intermoleculaire interacties in de vloeistof verklaart. In het geval van water zijn cohesiekrachten te wijten aan de dipool-dipolo-interactie en waterstofbruggen.

Kan u van dienst zijn: chlooroxide (iii): eigenschappen, structuur, gebruik

Het watermolecuul is een bipolaire aard. Dit komt omdat de zuurstof van het molecuul elektronegatief is omdat het een grotere aviditeit heeft als gevolg van elektronen dan hydrogenen, wat bepaalt dat zuurstof blijft met een negatieve belasting en hydrogenen positief geladen zijn.

Er is een elektrostatische aantrekkingskracht tussen de negatieve belasting van een watermolecuul, gelegen in zuurstof, en de positieve belasting van een ander watermolecuul, gelegen in hydrogenen.

Deze interactie is wat hij weet als een dipool-dipool interactie of kracht, wat bijdraagt ​​aan vloeistofcohesie.

Hechtingskrachten

Aan de andere kant kunnen watermoleculen interageren met glazen wanden, door gedeeltelijke belasting van de waterstofatomen van de watermoleculen die de zuurstofatomen van het oppervlak van het glas van het glas in de zuurstofatomen binden.

Dit vormt de hechtingskracht tussen de vloeistof en de stijve wand, die in de volksmond betekent dat de vloeistof de muur zoekt.

Wanneer een siliconenoplossing op het glasoppervlak wordt geplaatst, is het water het glas niet volledig geïmpregneerd, maar wordt op deze enkele druppels gevormd die gemakkelijk kunnen worden geëlimineerd.

Aldus wordt aangegeven dat bij deze behandeling de hechtkracht tussen water en glas wordt verminderd.

Een zeer vergelijkbaar geval treedt op wanneer de handen vettig zijn, en bij het wassen van ze met water, kunnen zeer gedefinieerde druppels op de huid worden gezien in plaats van de bevochtigde huid.

Soorten meniscs

Er zijn twee soorten meniscus: de concave en de convex. In het superieure beeld is de concave de a en de convexe de B. De stippellijnen geven de juiste spoeling aan bij het lezen van een volumemaat.

Kan u van dienst zijn: neutraal atoom

Concave meniscus

Concave meniscusmaatregelen. Bron: Wikimedia Commons

De concave meniscus wordt gekenmerkt doordat de contacthoek θ die de wand van het glas vormt met een raaklijn aan de meniscus, die wordt geïntroduceerd in de boezem van de vloeistof, heeft een waarde minder dan 90º.

Als een vloeibare hoeveelheid op het glas wordt geplaatst, heeft deze de neiging zich op het glasoppervlak te verspreiden.

De aanwezigheid van een concave menisc.

Daarom baadt of pilt de vloeistof de glazen wand, behouden een hoeveelheid vloeistof en geeft de meniscus concave. Water is een voorbeeld van een vloeistof die concave meniscus vormt.

Convexe meniscus

In het geval van de convexe meniscus heeft de contacthoek θ een waarde groter dan 90º. Kwik is een voorbeeld van een vloeistof die convexe meniscus vormt. Wanneer een druppel kwik op een glasoppervlak wordt geplaatst, heeft de contacthoek θ een waarde van 140º.

Observatie van een convexe menisc. Er wordt gezegd dat de vloeistof het glas niet nat maakt.

De oppervlakkige krachten van cohesie (vloeistof-vloeistof) en hechting (vloeistofoplosser) zijn verantwoordelijk voor veel fenomenen van biologisch belang, zoals het geval van oppervlaktespanning en capillariteit.

Oppervlaktespanning

Oppervlaktespanning is een netto aantrekkingskracht die wordt uitgeoefend op de vloeistofmoleculen die op het oppervlak worden gevonden en die de neiging heeft ze in de vloeistof te introduceren.

Kan u van dienst zijn: diatomee elementen

Daarom heeft oppervlaktespanning de neiging om de vloeistof samen te maken en meer concave meniscus te geven. Met andere woorden, deze kracht heeft de neiging het oppervlak van de glazen wandvloeistof te verwijderen.

De oppervlaktespanning neemt af naarmate de temperatuur toeneemt, bijvoorbeeld: de oppervlaktewaterspanning is gelijk aan 0,076 N/m A 0 ° C en 0,059 N/m A 100 ° C.

Terwijl de oppervlaktespanning van het kwik bij 20 ° C 0,465 N/M is. Dit zou verklaren waarom Mercurius convexe meniscus vormt.

Capillariteit

Als de contacthoek θ lager is dan 90º en de vloeistof de glazen wand, kan de vloeistof in de glazen capillairen opstijgen totdat ze een balansconditie bereiken.

Het gewicht van de vloeibare kolom wordt gecompenseerd door de verticale component van de cohesiekracht als gevolg van oppervlaktespanning. De adhesiekracht komt niet in omdat deze loodrecht op het buisoppervlak staat.

Deze wet legt niet uit hoe water kan stijgen van de wortels naar de bladeren door de xyleemvaten.

Er zijn bijvoorbeeld andere factoren bij dit opzicht, bijvoorbeeld: wanneer water in de bladeren verdampt, kunnen de watermoleculen in het bovenste deel van de haarvaten worden gezogen.

Hierdoor kunnen andere moleculen aan de onderkant van de haarvaten kunnen stijgen om de plaats van de verdampte watermoleculen te bezetten.

Referenties

1. Whitten, Davis, Peck & Stanley. Scheikunde. Cengage leren.
2. Helmestine, Anne Marie, pH.D. Hoe je meniscus in chemie leest. Hersteld van ThoughtCo.com