Menisco (química): o que é e tipos

O menisco é a curvatura da superfície de um líquido. É também a superfície livre de um líquido na interface líquido-ar.Os líquidos são caracterizados por terem um volume fixo, sendo pouco compressíveis.

No entanto, a forma dos líquidos varia adotando a forma do recipiente que os contém. Essa característica se deve ao movimento aleatório das moléculas que as formam.

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Fonte: Jleedev via Wikipedia.

Os líquidos têm a capacidade de fluir, alta densidade e se espalhar rapidamente em outros líquidos com os quais são miscíveis.Eles ocupam por gravidade a área mais baixa do recipiente, deixando uma superfície livre não completamente plana no topo. Em algumas circunstâncias, eles podem assumir 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 dão coesão aos líquidos.

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

O que é o menisco?

Como explicado, o menisco é o resultado de vários fenômenos físicos, entre 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 possui uma avidez maior dos elétrons do que os hidrogênios, o que determina que o oxigênio é deixado com uma carga negativa e os hidrogênios são carregados positivamente.

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Existe 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 no hidrogênio.

Essa interação é conhecida como interação ou força dipolo-dipolo, 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 da superfície do vidro.

Isso 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 forma gotas sobre ele, que são facilmente removidas. Assim, é indicado que, com este tratamento, a resistência de adesão entre água e vidro é reduzida.

Um caso muito semelhante ocorre quando as mãos são oleosas e, quando lavadas em água, podem ser vistas gotas muito claras na pele, em vez de uma pele umedecida.

Tipos de menisco

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

Côncavo

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Fonte: Cutler via Wikipedia.

O menisco côncavo é caracterizado por o ângulo de contato θ formado pela parede de vidro com uma linha tangente ao menisco e, que é introduzido no líquido, ter um valor menor que 90 °. Se uma quantidade de líquido é colocada no vidro, ela tende a se espalhar pela superfície do vidro.

A presença de um menisco côncavo mostra que as forças de coesão no interior do líquido são inferiores à força de adesão da parede de vidro líquido.

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Portanto, o líquido banha ou molha a parede de vidro, retendo uma quantidade de líquido e côncava no menisco. A água é um exemplo de líquido que forma meniscos côncavos.

Convexo

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

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

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

Tensão superficial

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

Portanto, a tensão superficial tende a coalescer o líquido e dar-lhes meniscos mais côncavos; ou, de outra forma: 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 os meniscos convexos.

Capilaridade

Se o ângulo de contato θ for menor que 90 ° e o líquido umedecer a parede de vidro, o líquido dentro dos capilares de vidro poderá subir para uma condição de equilíbrio.

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O peso da coluna de líquido é compensado pelo componente vertical da força de coesão devido à tensão superficial. A força de adesão não interfere porque é perpendicular à superfície do tubo.

Esta lei não explica como a água pode subir das raízes para as folhas através dos vasos do xilema.

Na verdade, existem outros fatores que intervêm nesse sentido, por exemplo: a evaporação da água nas folhas permite que as moléculas de água na parte superior dos capilares sejam sugadas.

Isso permite que outras moléculas na parte inferior dos capilares subam para ocupar o local das moléculas de água evaporadas.

Referências

  1. Ganong, WF (2002). Fisiologia Médica 2002. 19ª edição. Publicação manual moderna.
  2. Whitten, Davis, Peck e Stanley. (2008). Química (8a ed.). Aprendizagem CENGAGE.
  3. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (4 de agosto de 2018). Como ler um menisco em química. Recuperado de: thoughtco.com
  4. Wikipedia (2018). Menisco (líquido). Recuperado de: en.wikipedia.org
  5. Friedl S. (2018). O que é um menisco? Estudo Recuperado de: study.com
  6. Tensão superficial Recuperado de: chem.purdue.edu

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