Menisco (química): em que consiste e tipos - Ciência - 2023

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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 volume fixo, sendo pouco compressíveis.

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

Os líquidos têm a capacidade de fluir, ter alta densidade e se difundir rapidamente em outros líquidos com os quais são miscíveis. Eles ocupam a área mais baixa do recipiente por gravidade, deixando uma superfície livre e não totalmente plana no topo. Em algumas circunstâncias, eles podem assumir formas especiais, como gotas, bolhas e bolhas.

As propriedades dos 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 acabamos de explicar, o menisco é o resultado de vários fenômenos físicos, entre os quais também se pode citar a tensão superficial do líquido.

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 ligações de hidrogênio.

A molécula de água é bipolar por natureza. Isso se deve ao fato do oxigênio na molécula ser eletronegativo, pois tem uma avidez maior por elétrons do que os hidrogênios, o que determina que o oxigênio tenha carga negativa e os hidrogênios positivamente.


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 nos hidrogênios.

Essa interação é conhecida como interação dipolo-dipolo ou força, 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.

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 se formam gotículas que são facilmente removidas. Assim, é indicado que com este tratamento a força de adesão entre a água e o vidro seja reduzida.


Caso muito semelhante ocorre quando as mãos são oleosas e, ao serem lavadas em água, podem-se ver gotas bem definidas na pele em vez de úmida.

Tipos de meniscos

Existem dois tipos de meniscos: o côncavo e o convexo. Na imagem, o côncavo é A e o convexo é B. As linhas pontilhadas indicam o fluxo correto ao ler uma medição de volume.

Côncavo

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 inferior a 90º. Se uma certa quantidade do líquido for colocada no vidro, ela tende a se espalhar sobre a superfície do vidro.

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

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

Convexo

No caso do menisco convexo, o ângulo de contato θ tem um valor maior que 90º. O mercúrio é um exemplo de 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 140º.

A observação de um menisco convexo indica que as forças de coesão do líquido são maiores 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 de 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 que é exercida sobre as moléculas do líquido que está na superfície e que tende a introduzi-las no líquido.

Portanto, a tensão superficial tende a prender o líquido e dar-lhes meniscos mais côncavos; Ou dito de outra forma: essa força tende a remover a superfície do líquido da parede de vidro.

A tensão superficial tende a diminuir com o aumento da temperatura, como 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 20ºC 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 90º, e o líquido umedecer a parede de vidro, o líquido dentro dos capilares de vidro pode subir para uma condição de equilíbrio.

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 eles são perpendiculares à superfície do tubo.

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

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

Isso permite que outras moléculas da parte inferior dos capilares subam para ocupar o lugar das moléculas de água evaporada.

Referências

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