Поверхневий натяг - явище, яке виникає на поверхні рідин, таких як вода, утворюючи тонку плівку.
Коли вода в рідкому стані займає ємність, ми можемо сприймати поділ між рідиною та навколишнім середовищем. Це пов’язано з тим, що взаємодія між молекулами води на поверхні відрізняється від взаємодії всередині рідини.
На поверхні молекула води взаємодіє з молекулами з боків і під нею. Усередині молекула оточена іншими молекулами і відбувається взаємодія у всіх напрямках через водневі зв’язки.
Саме завдяки цій властивості ми спостерігаємо явище утворення крапельки. Через це комахам також можна ходити по воді.
Що таке поверхневий натяг?
Це утворення тонкої плівки під рідиною через нерівність притягань між молекулами, що її складають. Це явище спостерігається більш помітно в рідинах, які мають міжмолекулярні сили інтенсивний, як вода.
Взаємодія між видами в рідині називається зв’язними силами. Тоді як молекули, що знаходяться всередині рідини, притягуються до сусідніх молекул у всіх напрямках, молекули на поверхні взаємодіють з молекулами, розташованими нижче і поруч з ними.
Подивіться, як у воді виникає поверхневий натяг.
Вода (H2O) - полярна молекула, утворена 2 атомами водню (позитивні полюси) та одним атомом кисню (негативний полюс), з'єднаними ковалентні зв’язки. Позитивний полюс молекули притягується до негативного полюса сусідньої молекули, утворюючи водневі зв’язки.
Цей тип взаємодії всередині рідини розподіляється у всіх напрямках. На поверхні сили спрямовані вниз і вбік, оскільки над ними немає молекул води. Це робить поверхневі молекули більш зв’язними та створює еластичну плівку.
Одиниця поверхневого натягу задається часткою між одиницею сили та одиницею довжини, найбільш прийнятою є дин / сантиметр (дин / см) і ньютон / метр (Н / м).
Вода має високий поверхневий натяг, значення якого становить 72,75 дин / см. Однак ртуть, рідкий метал, має поверхневий натяг приблизно в 7 разів більший, ніж вода, 475 дин / см.
Хочете знати більше? Тож перевірте наступні тексти:
- Властивості води
- Полярні та аполярні молекули
- Хімічні зв’язки
Явища, спричинені поверхневим натягом
Поверхневий натяг відповідає за деякі явища, які ми спостерігаємо у повсякденному житті. Основними з них є:
Тварини, які гуляють по воді
Комахи, павуки та інші тварини можуть ходити або відпочивати на Вода оскільки на кінцівках її лап є волоски, покриті жирною речовиною, і, отже, вони не можуть проникнути між молекулами води, які з’єднані на поверхні.
Утворення крапель води
Краплі води сферичні через стискання в молекули поверхні, спричиненої поверхневим натягом. Сфера виникає тому, що це геометрична форма, в якій існує найменший зв’язок між площею поверхні та об’ємом. Тому сферична форма утримує найменшу кількість молекул води в контакті з повітрям.
Вправи на поверхневий натяг води
1. Поверхнево-активна речовина - це речовина, яка впливає на інший, змінюючи:
а) Осмолярність.
б) Поверхневий натяг.
в) Електрофорез.
г) В’язкість.
д) Осмотичний тиск.
Правильна альтернатива: б) Поверхневий натяг.
а) НЕПРАВИЛЬНО. Осмолярність пов’язана з кількістю частинок розчиненої речовини, які містяться в заданому об’ємі розчинника.
б) ПРАВИЛЬНО. Миючі засоби та мило знижують поверхневий натяг води і називаються узагальнено ПАР, оскільки молекули цих матеріалів розміщені між молекулами води і зменшують натяг поверхневий.
в) НЕПРАВИЛЬНО. Електрофорез - це техніка розділення молекул за їх зарядами.
г) НЕПРАВИЛЬНО. В'язкість - це фізична властивість, що визначає опір рідини потоку.
д) НЕПРАВИЛЬНО. Осмотичний тиск - це колігативна властивість, яка відповідає тиску, який необхідно чинити на систему, щоб запобігти спонтанному виникненню осмосу.
Дізнайтеся більше про проблеми, висвітлені у цьому випуску:
- Властивості речовини
- Колігативні властивості
- Осмотичний тиск
2. Поверхневий натяг рідин безпосередньо залежить від процесів взаємодії між молекулами, таких як водневий зв'язок, наприклад. Яка з речовин, наведених нижче, має найбільший поверхневий натяг?
а) бензол
б) октанові
в) етиловий спирт
г) чотирихлористий вуглець
д) етанова кислота
Правильна альтернатива: д) етанова кислота.
а) НЕПРАВИЛЬНО. Бензол є вуглеводнем, неполярною молекулою і не утворює водневих зв’язків.
б) НЕПРАВИЛЬНО. Октан є вуглеводнем і, отже, це неполярна молекула, яка не утворює водневих зв’язків.
в) НЕПРАВИЛЬНО. Етиловий спирт - це трохи полярна сполука, яка може утворювати водневі зв’язки, але взаємодія між молекулами обмежена.
г) НЕПРАВИЛЬНО. Тетрахлорид вуглецю є неполярною органічною сполукою і тому не утворює водневих зв’язків.
д) ПРАВИЛЬНО. Функціональна група карбонової кислоти (-COOH) може утворювати водневі зв’язки або з киснем, або з гідроксильним воднем.
Дізнайтеся більше про проблеми, висвітлені у цьому випуску:
- Полярність молекул
- Органічні функції
- Вуглеводні
експеримент з поверхневим натягом
Перегляньте відео нижче з експериментом, який демонструє поверхневий натяг води.
