- En què consisteix el menisc?
- Forces de cohesió
- Forces d'adhesió
- Tipus de meniscs
- còncau
- convex
- tensió superficial
- capil·laritat
- referències
El menisc és la curvatura de la superfície d'un líquid. Així mateix, és la superfície lliure d'un líquid en la interfície líquid-aire. Els líquids es caracteritzen per tenir un volum fix, sent poc compressibles.
No obstant això, la forma dels líquids varia adoptant la forma d'el recipient que els conté. Aquesta característica es deu a el moviment aleatori de les molècules que els formen.
Font: Jleedev via Wikipedia.
Els líquids tenen la capacitat de fluir, alta densitat, i es difonen amb rapidesa en altres líquids amb els quals són miscibles. Ocupen per gravetat la zona més baixa de l'recipient, deixant en la part superior una superfície lliure no totalment plana. En algunes circumstàncies poden adoptar formes especials com gotes, bombolles i bombolles.
Les propietats dels líquids com el punt de fusió, la pressió de vapor, la viscositat i la calor de vaporització depenen de la intensitat de les forces intermoleculars que li donen la cohesió als líquids.
No obstant això, els líquids també interactuen amb el recipient mitjançant les forces d'adhesió. El menisc llavors sorgeix d'aquests fenòmens físics: la diferència entre les forces de cohesió entre les partícules de el líquid, i les d'adhesió que els permet mullar les parets.
En què consisteix el menisc?
Com acaba d'explicar-se, el menisc és el resultat de diversos fenòmens físics, entre els quals també pot esmentar-se la tensió superficial de el líquid.
Forces de cohesió
Les forces de cohesió és el terme físic que explica les interaccions intermoleculars dins el líquid. En el cas de l'aigua, les forces de cohesió es deuen a la interacció dipol-dipol i als ponts d'hidrogen.
La molècula d'aigua és de naturalesa bipolar. Això és degut al fet que l'oxigen de la molècula és electronegatiu per tenir major avidesa pels electrons que els hidrògens, el que determina que l'oxigen queda amb una càrrega negativa i els hidrògens es carreguen positivament.
Hi ha una atracció electrostàtica entre la càrrega negativa d'una molècula d'aigua, localitzada en l'oxigen, i la càrrega positiva d'una altra molècula d'aigua, localitzada en els hidrògens.
Aquesta interacció és el que coneix com a interacció o força dipol-dipol, que contribueix a la cohesió de el líquid.
Forces d'adhesió
D'altra banda, les molècules d'aigua poden interaccionar amb les parets de vidre, mitjançant la càrrega parcial dels àtoms d'hidrogen de les molècules d'aigua que s'uneixen amb força als àtoms d'oxigen de la superfície de l'vidre.
Això constitueix la força d'adhesió entre el líquid i la paret rígida; col·loquialment es diu que el líquid mulla la paret.
Quan es col·loca sobre la superfície de l'vidre una solució de silicona, l'aigua no impregna completament a l'vidre, sinó que es forma sobre aquest unes gotetes que s'eliminen fàcilment. Així, s'indica que amb aquest tractament es disminueix la força d'adhesió entre l'aigua i el vidre.
Un cas molt similar ocorre quan les mans estan olioses, i a l'rentar en aigua, se'ls pot apreciar sobre la pell gotes molt definides en lloc d'una pell humitejada.
Tipus de meniscs
Hi ha dos tipus de meniscs: el còncau i el convex. A la imatge, el còncau és l'A, i el convex l'B. Les línies de punts assenyalen el enrasament correcte a l'hora de llegir una mesura de volum.
còncau
Font: Cutler via Wikipedia.
El menisc còncau es caracteritza perquè l'angle de contacte θ que formen la paret de l'vidre amb una línia tangent a l'menisc i, que s'introdueix en el si de el líquid, té un valor menor a 90º. Si es col·loca una quantitat de el líquid sobre el vidre, aquest tendeix a estendre sobre la superfície de l'vidre.
La presència d'un menisc còncau posa en evidència que les forces de cohesió en el si de el líquid són menors que la força d'adhesió líquid-paret de vidre.
Per tant, el líquid banya o mulla la paret de vidre, retenint una quantitat de líquid i donant-li forma còncava a l'menisc. L'aigua és un exemple d'un líquid que forma meniscs còncaus.
convex
En el cas de l'menisc convex, l'angle de contacte θ té una valor major a 90º. El mercuri és un exemple d'un líquid que forma meniscs convexos. Quan es col·loca una gota de mercuri sobre una superfície de vidre, l'angle de contacte θ té un valor de 140 º.
L'observació d'un menisc convex indica que les forces de cohesió de el líquid són de major magnitud que la força d'adhesió entre el líquid i la paret de vidre. Es diu que el líquid no mulla a l'vidre.
Les forces superficials de cohesió (líquid-líquid) i adhesió (líquid-sòlid) són responsables de molts fenòmens d'interès biològic; tal és el cas de la tensió superficial i la capil·laritat.
tensió superficial
La tensió superficial és una força neta d'atracció que és exercida sobre les molècules de el líquid que es troba a la superfície i que tendeix a introduir-les en el si de el líquid.
Per tant, la tensió superficial tendeix a cohesionar el líquid i donar-los meniscs més còncaus; o dit d'una altra manera: aquesta força tendeix a retirar la superfície de el líquid de la paret de vidre.
La tensió superficial tendeix a disminuir a mesura que augmenta la temperatura, així per exemple: la tensió superficial de l'aigua és igual a 0,076 N / ma 0 ºC i 0,059 N / ma 100 ºC.
Mentrestant, la tensió superficial de l'mercuri a 20 ºC és de 0,465 N / m. Això explicaria perquè el mercuri forma meniscs convexos.
capil·laritat
Si l'angle de contacte θ és menor de 90º, i el líquid mulla la paret de vidre, el líquid dins dels capil·lars de vidre pot ascendir fins a aconseguir una condició d'equilibri.
El pes de la columna de líquid es compensa pel component vertical de la força de cohesió deguda a la tensió superficial. La força d'adhesió no intervé per ser perpendiculars a la superfície de l'tub.
Aquesta llei no explica com l'aigua pot ascendir des de les arrels fins a les fulles a través dels vasos de xilema.
En realitat hi ha altres factors que intervenen a l'respecte, per exemple: a l'evaporar-se l'aigua a les fulles permet que les molècules d'aigua a la part superior dels capil·lars siguin succionades.
Això permet que altres molècules de la part inferior dels capil·lars puguin ascendir per ocupar el lloc de les molècules d'aigua evaporades.
referències
- Ganong, WF (2002). Fisiologia Mèdica. 2002. 19a Edició. Editorial Manual Modern.
- Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). Química. (8va ed.). Cengage Learning.
- Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (04 de agost del 2018). How to Read a Meniscus in Chemistry. Recuperat de: thoughtco.com
- Wikipedia. (2018). Meniscus (liquid). Recuperat de: en.wikipedia.org
- Friedl S. (2018). What is a Meniscus? Study. Recuperat de: study.com
- Surface Tension. Recuperat de: chem.purdue.edu