Menisco (química): em que consiste e digita

O menisco é a curvatura da superfície de um líquido. Além disso, é a superfície livre de um líquido na interface líquido-ar. Líquidos são caracterizados por terem um volume fixo, sendo incompressíveis.

No entanto, a forma dos líquidos varia, adotando a forma do recipiente que os contém. Esta característica é devida ao movimento aleatório das moléculas que as formam.

Os líquidos têm a capacidade de fluir, alta densidade e se espalham rapidamente em outros líquidos com os quais são miscíveis. Eles ocupam por gravidade a área mais baixa do recipiente, deixando na parte superior uma superfície livre que não é totalmente plana. Em algumas circunstâncias, eles podem adotar formas especiais, como gotas, bolhas e bolhas.

As propriedades de líquidos como ponto de fusão, pressão de vapor, viscosidade e calor de vaporização dependem da intensidade das forças intermoleculares que conferem coesão a líquidos.

No entanto, os líquidos também interagem com o recipiente por forças de adesão. O menisco surge então desses fenômenos físicos: a diferença entre as forças de coesão entre as partículas do líquido e a adesão que lhes permite molhar as paredes.

Qual é o menisco?

Como acabamos de explicar, o menisco é o resultado de vários fenômenos físicos, dentre os quais a tensão superficial do líquido também pode ser mencionada.

Forças de coesão

Forças de coesão é o termo físico que explica as interações intermoleculares dentro do líquido. No caso da água, as forças de coesão são devidas à interação dipolo-dipolo e às ligações de hidrogênio.

A molécula de água é de natureza bipolar. Isso ocorre porque o oxigênio na molécula é eletronegativo porque tem maior avidez por elétrons do que hidrogênios, o que determina que o oxigênio permanece com uma carga negativa e os hidrogênios são carregados positivamente.

Há uma atração eletrostática entre a carga negativa de uma molécula de água, localizada no oxigênio, e a carga positiva de outra molécula de água, localizada nos hidrogênios.

Essa interação é conhecida como interação dipolo-dipolo ou força, o que contribui para a coesão do líquido.

Forças de adesão

Por outro lado, as moléculas de água podem interagir com as paredes de vidro, carregando parcialmente os átomos de hidrogênio das moléculas de água que se ligam fortemente aos átomos de oxigênio na superfície do vidro.

Isto constitui a força de adesão entre o líquido e a parede rígida; Coloquialmente, diz-se que o líquido molha a parede.

Quando uma solução de silicone é colocada na superfície do vidro, a água não impregna completamente o vidro, mas são formadas gotículas que são facilmente removidas. Assim, indica-se que com este tratamento a força de adesão entre a água e o vidro diminui.

Um caso muito semelhante ocorre quando as mãos são oleosas, e quando lavadas na água, você pode ver gotas muito definidas na pele em vez de pele úmida.

Tipos de menisco

Existem dois tipos de menisco: o côncavo e o convexo. Na imagem, o côncavo é A e o convexo B. As linhas pontilhadas indicam a marcação correta ao ler uma medição de volume.

Côncavo

O menisco côncavo é caracterizado pelo ângulo de contato θ formado pela parede do vidro com uma linha tangente ao menisco e, que é introduzido no líquido, tem um valor inferior a 90 °. Se uma quantidade do líquido é colocada no vidro, ele tende a se espalhar na superfície do vidro.

A presença de um menisco côncavo mostra que as forças de coesão dentro do líquido são menores que a força de adesão da parede de vidro.

Portanto, o líquido banha ou molha a parede de vidro, retendo uma quantidade de líquido e côncava do menisco. A água é um exemplo de um líquido que forma meniscos côncavos.

Convexo

No caso do menisco convexo, o ângulo de contato θ tem um valor maior que 90 °. O mercúrio é um exemplo de um líquido que forma meniscos convexos. Quando uma gota de mercúrio é colocada em uma superfície de vidro, o ângulo de contato θ tem um valor de 140 °.

A observação de um menisco convexo indica que as forças coesivas do líquido são de maior magnitude que a força de adesão entre o líquido e a parede de vidro. Diz-se que o líquido não molha o copo.

As forças superficiais de coesão (líquido-líquido) e adesão (líquido-sólido) são responsáveis ​​por muitos fenômenos de interesse biológico; tal é o caso da tensão superficial e capilaridade.

Tensão superficial

A tensão superficial é uma força de atração que é exercida sobre as moléculas do líquido que está na superfície e tende a introduzi-las no líquido.

Portanto, a tensão superficial tende a coerir o líquido e dar a ele meniscos mais côncavos; ou em outras palavras: essa força tende a remover a superfície do líquido da parede de vidro.

A tensão superficial tende a diminuir à medida que a temperatura aumenta, por exemplo: a tensão superficial da água é igual a 0, 076 N / m a 0 ° C e 0, 059 N / m a 100 ° C.

Enquanto isso, a tensão superficial do mercúrio a 20 ° C é de 0, 465 N / m. Isso explicaria por que o mercúrio forma meniscos convexos.

Capilaridade

Se o ângulo de contato θ for menor que 90 °, e o líquido molhar a parede de vidro, o líquido dentro dos capilares de vidro pode subir até que uma condição de equilíbrio seja atingida.

O peso da coluna de líquido é compensado pela componente vertical da força de coesão devido à tensão superficial. A força de adesão não intervém porque são perpendiculares à superfície do tubo.

Esta lei não explica como a água pode ascender das raízes às folhas através dos vasos do xilema.

Na verdade, existem outros fatores envolvidos nesse aspecto, por exemplo: quando a água evapora nas folhas, as moléculas de água na parte superior dos capilares podem ser aspiradas.

Isso permite que outras moléculas do fundo dos capilares subam para ocupar o local das moléculas de água evaporadas.