MẶT KHUM (HÓA HỌC): NÓ BAO GỒM NHỮNG GÌ VÀ CÁC LOẠI - HÓA HỌC - 2026

Mặt khum là độ cong của bề mặt chất lỏng. Ngoài ra, nó là bề mặt tự do của chất lỏng tại mặt phân cách lỏng-không khí. Chất lỏng có đặc điểm là có thể tích cố định, ít nén được.

Tuy nhiên, hình dạng của chất lỏng khác nhau bằng cách áp dụng hình dạng của vật chứa chứa chúng. Đặc điểm này là do sự chuyển động ngẫu nhiên của các phân tử tạo thành chúng.

Nguồn: Jleedev qua Wikipedia.

Chất lỏng có khả năng chảy, mật độ cao và khuếch tán nhanh chóng vào các chất lỏng khác mà chúng có thể trộn lẫn. Chúng chiếm diện tích thấp nhất của thùng chứa bởi trọng lực, để lại một bề mặt không hoàn toàn bằng phẳng ở trên cùng. Trong một số trường hợp, chúng có thể có các dạng đặc biệt như giọt, bong bóng và bong bóng.

Các tính chất của chất lỏng như điểm nóng chảy, áp suất hơi, độ nhớt và nhiệt của quá trình hóa hơi phụ thuộc vào cường độ của lực giữa các phân tử tạo ra lực dính của chất lỏng.

Tuy nhiên, chất lỏng cũng tương tác với vật chứa thông qua lực bám dính. Sau đó, mặt khum phát sinh từ các hiện tượng vật lý này: sự khác biệt giữa lực dính giữa các phần tử của chất lỏng và lực dính cho phép chúng làm ướt thành.

Mặt khum là gì?

Như vừa giải thích, mặt khum là kết quả của nhiều hiện tượng vật lý khác nhau, trong đó sức căng bề mặt của chất lỏng cũng có thể kể đến.

Lực lượng liên kết

Lực liên kết là một thuật ngữ vật lý giải thích các tương tác giữa các phân tử trong chất lỏng. Trong trường hợp của nước, lực kết dính là do tương tác lưỡng cực-lưỡng cực và liên kết hydro.

Phân tử nước có bản chất là lưỡng cực. Điều này là do thực tế là oxy trong phân tử có độ âm điện vì nó có ái lực với điện tử lớn hơn hydro, điều này xác định rằng oxy còn lại mang điện tích âm và hydro mang điện dương.

Có một lực hút tĩnh điện giữa điện tích âm của một phân tử nước nằm trên ôxy và điện tích dương của phân tử nước khác nằm trên hydro.

Tương tác này được gọi là tương tác lưỡng cực-lưỡng cực hoặc lực, góp phần vào sự kết dính của chất lỏng.

Lực kết dính

Mặt khác, các phân tử nước có thể tương tác với các thành kính, bằng cách nạp một phần các nguyên tử hydro của phân tử nước liên kết mạnh với các nguyên tử oxy trên bề mặt của kính.

Điều này tạo thành lực kết dính giữa chất lỏng và thành cứng; người ta nói một cách thông tục rằng chất lỏng làm thấm tường.

Khi nhỏ dung dịch silicone lên bề mặt của kính, nước không hoàn toàn thấm vào kính mà các giọt nước hình thành trên kính có thể dễ dàng loại bỏ. Do đó, chỉ ra rằng với phương pháp xử lý này, lực bám dính giữa nước và thủy tinh được giảm xuống.

Một trường hợp tương tự cũng xảy ra khi tay bị nhờn, và khi rửa tay trong nước, có thể nhìn thấy những giọt rất rõ trên da thay vì da ẩm.

Các loại menisci

Có hai loại khum: lõm và lồi. Trong hình, phần lõm là A và phần lồi là B. Các đường chấm cho biết độ phẳng chính xác khi đọc một số đo thể tích.

Lõm

Nguồn: Cutler qua Wikipedia.

Mặt khum lõm có đặc điểm là góc tiếp xúc θ được tạo thành bởi thành kính có đường tiếp tuyến với mặt khum và được đưa vào chất lỏng, có giá trị nhỏ hơn 90º. Nếu một lượng chất lỏng được đặt trên kính, nó có xu hướng lan rộng trên bề mặt của kính.

Sự hiện diện của một mặt khum lõm cho thấy lực dính bên trong chất lỏng nhỏ hơn lực dính thành thủy tinh lỏng.

Do đó, chất lỏng thấm hoặc làm ướt thành thủy tinh, giữ lại một lượng chất lỏng và tạo cho mặt khum có dạng lõm. Nước là một ví dụ về chất lỏng hình thành các menisci lõm.

Lồi

Trong trường hợp mặt khum lồi, góc tiếp xúc θ có giá trị lớn hơn 90º. Thủy ngân là một ví dụ về chất lỏng tạo thành các mặt cầu lồi. Khi đặt một giọt thuỷ ngân lên mặt thuỷ tinh thì góc tiếp xúc θ có giá trị 140º.

Quan sát mặt khum lồi cho thấy lực dính của chất lỏng lớn hơn lực dính giữa chất lỏng và thành thủy tinh. Chất lỏng được cho là không làm ướt kính.

Các lực bề mặt của liên kết (lỏng-lỏng) và kết dính (lỏng-rắn) là nguyên nhân của nhiều hiện tượng sinh học được quan tâm; đó là trường hợp của sức căng bề mặt và độ mao dẫn.

Sức căng bề mặt

Sức căng bề mặt là lực hút ròng tác dụng lên các phân tử của chất lỏng trên bề mặt và có xu hướng đưa chúng vào chất lỏng.

Do đó, sức căng bề mặt có xu hướng liên kết chất lỏng và tạo cho chúng nhiều hình khum lõm hơn; Hay nói một cách khác: lực này có xu hướng tách bề mặt chất lỏng ra khỏi thành kính.

Sức căng bề mặt có xu hướng giảm khi nhiệt độ tăng, ví dụ: sức căng bề mặt của nước bằng 0,076 N / m ở 0 ° C và 0,059 N / m ở 100 ° C.

Trong khi đó, sức căng bề mặt của thủy ngân ở 20ºC là 0,465 N / m. Điều này sẽ giải thích tại sao thủy ngân hình thành các menisci lồi.

Capillarity

Nếu góc tiếp xúc θ nhỏ hơn 90º và chất lỏng làm thấm thành thủy tinh, thì chất lỏng bên trong mao quản thủy tinh có thể tăng đến điều kiện cân bằng.

Trọng lượng của cột chất lỏng được bù đắp bởi thành phần thẳng đứng của lực dính do sức căng bề mặt. Lực bám dính không can thiệp vì chúng vuông góc với bề mặt ống.

Định luật này không giải thích được bằng cách nào nước có thể dâng từ rễ lên lá qua các mạch của xylem.

Trên thực tế, có những yếu tố khác can thiệp vào vấn đề này, ví dụ: khi nước bốc hơi trong lá nó cho phép các phân tử nước ở phần trên của mao mạch bị hút lên.

Điều này cho phép các phân tử khác ở dưới cùng của các mao quản nổi lên để thay thế cho các phân tử nước bay hơi.

Người giới thiệu

1. Ganong, WF (2002). Sinh lý y tế. 2002. Tái bản lần thứ 19. Hướng dẫn biên tập Moderno.
2. Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). Hóa học. (Xuất bản lần thứ 8). CENGAGE Học tập.
3. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (Ngày 4 tháng 8 năm 2018). Làm thế nào để đọc một mặt khum trong Hóa học. Phục hồi từ: thinkco.com
4. Wikipedia. (2018). Mặt khum (chất lỏng). Khôi phục từ: en.wikipedia.org
5. Friedl S. (2018). Một khum là gì? Học. Phục hồi từ: study.com
6. Sức căng bề mặt. Được khôi phục từ: chem.purdue.edu