Povrchové napätie pitnej vody

Dôležitým parametrom pitnej vody je povrchové napätie. Určuje stupeň adhézie medzi molekulami vody a tvar povrchu kvapaliny a tiež určuje stupeň absorpcie vody telom.

Úroveň odparovania kvapaliny závisí od toho, ako silne sú jej molekuly navzájom spojené. Čím viac sa molekuly navzájom priťahujú, tým je kvapalina menej prchavá. Čím je povrchové napätie kvapaliny nižšie, tým je prchavejšia. Najnižšie povrchové napätie majú alkoholy a rozpúšťadlá. To zase určuje ich aktivitu - schopnosť interakcie s inými látkami.

Vizuálne možno povrchové napätie znázorniť takto: ak pomaly nalejete čaj do šálky až po okraj, potom nejaký čas nepretečie a v prechádzajúcom svetle je vidieť, že sa nad povrchom tekutiny vytvoril tenký film, ktorá zabráni vyliatiu čaju. Pri pridávaní napučí a až pri, ako sa hovorí, „poslednej kvapke“ tekutina pretečie.

Čím je voda „tekutejšia“ na pitie, tým menej energie telo potrebuje na prerušenie molekulárnych väzieb a nasýtenie buniek vodou.

Jednotkou povrchového napätia je dyn/cm.

Voda z vodovodu má povrchové napätie až 73 dynov/cm a vnútrobunková a extracelulárna tekutina približne 43 dynov/cm, takže bunka vyžaduje veľké množstvo energie na prekonanie povrchového napätia vody.

Obrazne povedané, voda môže byť hustejšia a redšia. Je žiaduce, aby sa do tela dostávalo viac „tekutej“ vody, potom bunky nebudú musieť plytvať energiou na prekonávanie povrchového napätia. Voda s nízkym povrchovým napätím je biologicky dostupnejšia. Ľahšie vstupuje do medzimolekulových interakcií.

Premýšľali ste niekedy nad otázkou: Prečo horúca voda zmýva špinu lepšie ako studená? Stáva sa to preto, že so zvyšujúcou sa teplotou vody klesá jej povrchové napätie. Čím je povrchové napätie vody nižšie, tým je lepšie rozpúšťadlo. Koeficient povrchového napätia závisí od chemického zloženia kvapaliny, prostredia, s ktorým hraničí, a teploty. So zvyšujúcou sa teplotou (klesá a pri kritickej teplote sa stáva nulovou. V závislosti od sily interakcie medzi molekulami kvapaliny a časticami tuhého telesa, ktoré sú s ňou v kontakte, je možné, že tuhé teleso môže alebo nemusí V oboch prípadoch je povrch kvapaliny v blízkosti hranice s pevným telesom zakrivený.

Povrchové napätie vody je možné znížiť napríklad pridaním biologicky aktívnych látok alebo zahriatím kvapaliny. Čím je povrchové napätie vody, ktorú pijete, bližšie k 43 dyn/cm, tým menej energie dokáže vaše telo absorbovať.

Neviem, kde sa to dá zohnať správna voda ? Poviem ti!

Poznámka:

Kliknutím na " Vedieť„nespôsobuje žiadne finančné výdavky ani záväzky.

Len vy získajte informácie o dostupnosti správnej vody vo vašom regióne,

a získajte jedinečnú príležitosť stať sa členom klubu zdravých ľudí zadarmo

Povrchové napätie opisuje schopnosť kvapaliny odolávať gravitácii. Napríklad voda na povrchu stola tvorí kvapky, pretože molekuly vody sa navzájom priťahujú, čo pôsobí proti gravitačnej sile. Práve vďaka povrchovému napätiu sa na vodnej hladine udržia ťažšie predmety, ako napríklad hmyz. Povrchové napätie sa meria v sile (N) vydelenej jednotkou dĺžky (m) alebo množstvom energie na jednotku plochy. Sila, s ktorou molekuly vody interagujú (kohézna sila), spôsobuje napätie, čo vedie k tvorbe kvapiek vody (alebo iných kvapalín). Povrchové napätie je možné merať pomocou niekoľkých jednoduchých položiek, ktoré nájdete takmer v každej domácnosti, a pomocou kalkulačky.

Kroky

Pomocou vahadla

Napíšte rovnicu pre povrchové napätie. V tomto experimente je rovnica na určenie povrchového napätia nasledovná: F = 2Sd, Kde F- sila v newtonoch (N), S- povrchové napätie v newtonoch na meter (N/m), d- dĺžka ihly použitej v experimente. Vyjadrime povrchové napätie z tejto rovnice: S = F/2d.

• Sila sa vypočíta na konci experimentu.
• Pred začatím experimentu zmerajte pomocou pravítka dĺžku ihly v metroch.

1. Zostrojte malé vahadlo. V tomto experimente sa na určenie povrchového napätia používa vahadlo a malá ihla, ktorá pláva na hladine vody. Je potrebné starostlivo zvážiť konštrukciu vahadla, pretože od toho závisí presnosť výsledku. Môžete použiť rôzne materiály, hlavnou vecou je vytvoriť vodorovnú priečku z niečoho tvrdého: dreva, plastu alebo hrubej lepenky.

   • Nájdite stred tyče (napríklad slamku alebo plastové pravítko), ktorý chcete použiť ako priečku, a na tomto mieste vyvŕtajte alebo vyvŕtajte otvor; toto bude oporný bod priečnika, na ktorom sa bude voľne otáčať. Ak používate plastovú slamku, jednoducho ju prepichnite špendlíkom alebo klincom.
   • Vyvŕtajte alebo vypichnite otvory na koncoch priečnika tak, aby boli v rovnakej vzdialenosti od stredu. Prevlečte nite cez otvory na zavesenie závažia a ihly.
   • V prípade potreby podoprite vahadlo knihami alebo inými dostatočne tvrdými predmetmi, aby bola hrazda vodorovne. Je potrebné, aby sa priečka voľne otáčala okolo klinca alebo tyče vloženej do jej stredu.

2. Vezmite kúsok hliníkovej fólie a zrolujte ju do tvaru škatule alebo taniera. Vôbec nie je potrebné, aby táto podšálka mala správny štvorcový alebo okrúhly tvar. Naplníte ho vodou alebo inou záťažou, takže sa uistite, že unesie váhu.

   • Na jeden koniec tyče zaveste fóliovú škatuľu alebo tanierik. Po okrajoch tanierika urobte malé otvory a prevlečte cez ne niť tak, aby tanierik visel na priečke.

3. Zaveste ihlu alebo kancelársku sponku z druhého konca tyče tak, aby bola vodorovne. Vodorovne priviažte ihlu alebo kancelársku sponku k nite, ktorá visí na druhom konci priečnika. Aby bol experiment úspešný, je potrebné umiestniť ihlu alebo kancelársku sponku presne vodorovne.

4. Položte niečo, napríklad cesto na hranie, na tyč, aby ste vyvážili nádobu z hliníkovej fólie. Pred začatím experimentu je potrebné zabezpečiť, aby bola priečka vodorovná. Fóliová podšálka je ťažšia ako ihla, takže na jej strane pôjde priečnik dole. Na opačnú stranu priečnika pripevnite dostatok plastelínu tak, aby bol vodorovný.

   • Toto sa nazýva vyváženie.

5. Vložte ihlu alebo kancelársku sponku visiacu na nite do nádoby s vodou. Tento krok bude vyžadovať dodatočné úsilie na umiestnenie ihly na hladinu vody. Dbajte na to, aby sa ihla neponorila do vody. Naplňte nádobu vodou (alebo inou kvapalinou s neznámym povrchovým napätím) a umiestnite ju pod závesnú ihlu tak, aby bola ihla priamo na povrchu kvapaliny.

   • Uistite sa, že lano, ktoré drží ihlu, zostáva na mieste a je dostatočne napnuté.

6. Odvážte niekoľko špendlíkov alebo malé množstvo odmeraných kvapiek vody na malej váhe. Do hliníkovej podšálky na vahadle pridáte jeden špendlík alebo kvapku vody. V tomto prípade je potrebné poznať presnú hmotnosť, pri ktorej sa ihla odlepí od hladiny vody.

   • Spočítajte počet špendlíkov alebo kvapiek vody a odvážte ich.
   • Určte hmotnosť jedného špendlíka alebo kvapky vody. Za týmto účelom vydeľte celkovú hmotnosť počtom kolíkov alebo kvapiek.
   • Povedzme, že 30 kolíkov váži 15 gramov, potom 15/30 = 0,5, to znamená, že jeden kolík váži 0,5 gramu.

7. Pridajte špendlíky alebo kvapky vody, jeden po druhom, do taniera z hliníkovej fólie, kým sa špendlík nezdvihne z povrchu vody. Postupne pridávajte po jednom špendlíku alebo kvapke vody. Pozorne sledujte ihlu, aby ste nepremeškali moment, keď po ďalšom zvýšení záťaže zíde z vody. Keď ihla opustí povrch kvapaliny, prestaňte pridávať špendlíky alebo kvapky vody.

   • Spočítajte počet špendlíkov alebo kvapiek vody predtým, ako sa ihla na opačnom konci tyče odtrhne od hladiny vody.
   • Zapíšte výsledok.
   • Opakujte experiment niekoľkokrát (5 alebo 6) krát, aby ste získali presnejšie výsledky.
   • Vypočítajte priemer zo získaných výsledkov. Ak to chcete urobiť, spočítajte počet špendlíkov alebo kvapiek vo všetkých pokusoch a vydeľte súčet počtom pokusov.

8. Preveďte počet kolíkov na silu. Na tento účel vynásobte počet gramov číslom 0,00981 N/g. Na výpočet povrchového napätia potrebujete poznať silu, ktorá bola potrebná na zdvihnutie ihly z hladiny vody. Keďže ste v predchádzajúcom kroku vypočítali hmotnosť kolíkov, na určenie sily jednoducho vynásobte túto hmotnosť koeficientom 0,00981 N/g.

   • Vynásobte počet kolíkov umiestnených v tanieriku hmotnosťou jedného kolíka. Napríklad, ak vložíte 5 špendlíkov s hmotnosťou 0,5 gramu, ich celková hmotnosť bude 0,5 g/špendlík = 5 x 0,5 = 2,5 gramu.
   • Vynásobte počet gramov koeficientom 0,00981 N/g: 2,5 x 0,00981 = 0,025 N.

9. Dosaďte výsledné hodnoty do rovnice a nájdite požadovanú hodnotu. Pomocou výsledkov získaných počas experimentu je možné určiť povrchové napätie. Jednoducho vložte nájdené hodnoty a vypočítajte výsledok.

   • Povedzme, že vo vyššie uvedenom príklade je dĺžka ihly 0,025 metra. Hodnoty dosadíme do rovnice a dostaneme: S = F/2d = 0,025 N/(2 x 0,025) = 0,05 N/m. Povrchové napätie kvapaliny je teda 0,05 N/m.

(Pondelok, 21. september 2015 02:04)

Povedzte mi, koľkokrát denne mám inhalovať mikrohydrínový prášok?

#3

Tatyana, mikrohydrínový prášok je v kapsulách a užíva sa perorálne s vodou alebo otvorením kapsuly a rozpustením vo vode (nevdychovať!). Dávkovanie závisí od vášho stavu a od toho, aké výsledky chcete dosiahnuť

#4

Prosím, povedzte mi, že pri lepení neutrónu na panel notebooku spadol roh neutrónu na slučku a tým sa poškodila celá plocha neutrónu. Ovplyvní to činnosť neutrálu?!

#5

Inga, ochranné pole sa vytvára hore a napravo od samotnej nálepky, preto je potrebné ju umiestniť do ľavého dolného rohu monitora. Ak, ako som pochopil, ste ho prilepili na rovinu s malým reliéfom, potom to neovplyvní jeho účinnosť. Dovoľte mi pripomenúť, že opätovné nalepenie nie je povolené, pretože odlepenie zničí anténne pole vo vnútri nálepky.

#6

Ahoj! Prečo hneď ako začnem piť koralovú vodu, začnem mať žalúdočné záchvaty, ako keby som vypil kyselinu. S čím to súvisí?

#7

Koralová voda je mierne zásaditá (zďaleka nie kyslá!). S takouto reakciou som sa ešte nestretol. Môžete mať nejaký druh gastrointestinálneho ochorenia. Kontaktujte osobu, ktorá vás odporučila

#8

Ahoj! Prosím, povedzte mi o tom: Musím spať v krátkej vzdialenosti od zásuvky, 50 centimetrov, je to presne rovnobežne s hlavou, ale necítim vôbec žiadne nepohodlie, znamená to, že nemám žiadny škodlivý účinok na telo? Veľmi sa bojím rakoviny.

#9

Alexey, nemusíš sa ničoho obzvlášť „veľmi“ báť, tvoj strach iba priťahuje udalosti. Ak je to preložené do jazyka podvedomia, znamená to „chcem to zažiť“.
Všetky elektrické rozvody v byte vytvárajú elektromagnetické žiarenie (pozadie), ale to neznamená, že by ste sa mali vzdať výhod civilizácie (ak je to možné). Okrem toho existujú aj rádiové vlny, mobilné a špeciálne komunikácie... a to je neustále prítomné v našich životoch! Tieto faktory nevieme ovplyvniť, aj keď sa vzdáme počítača, telefónu, ... u našich susedov je to stále tá istá wifi.
Ale je v našich silách používať osobné ochranné prostriedky (ak vezmeme do úvahy vplyv vonkajších faktorov). Čo je však dôležitejšie a čo je (vo väčšine prípadov) príčinou všetkých problémov a chorôb, je vnútorný stav organizmu. Pravidelné čistenie a pokiaľ možno (vedome) nezanášanie tela škodlivými potravinami a nápojmi, dávajúc mu všetko užitočné, budete žiť dlho a šťastne (pozitívne emócie a myslenie neboli zrušené :))!

#10

Prosím, pomôžte mi kontaktovať vás

#11

Dobrý deň, Svetlana, kontaktné údaje
Email: [e-mail chránený]
Skype: viktorcoral
https://www.facebook.com/viktorcoral
https://vk.com/viktorcoral
https://twitter.com/viktorcoral_if
Ak ste z Ukrajiny tel 0673447004

#12

Alena Arbenina (Piatok, 30. jún 2017 12:52)

Dobrý deň, ďakujeme za tieto užitočné informácie, ukazuje sa, že aj napriek rôznym faktorom (napríklad životné prostredie) môžeme pre svoje zdravie ešte veľa urobiť. Ako som sa dozvedel tu https://goal-life.com/page/kniga/idea/koncepciya-zdorovya-mihail-fomin, zdravie je pre človeka prirodzený stav, preto je dôležité zachovať si potenciál prijatý pri narodení.

#13

Natália (Piatok, 12. január 2018 21:02)

Zaujímavá informácia. Ďakujem

#14

Dobrý večer! Včera som začal brať vaše produkty. Teraz je sen preč. Čo robiť?

#15

Kde získať hraničnú vodu.

#16

Elena, hraničná voda sa už nepredáva

#17

"Minerály v mineralizovanej vode sú vo forme anorganických solí, a preto ich telo nevstrebáva."
Je to takto, prepáčte? Riskovali by ste pitie kyanidu draselného? Koniec koncov, podľa vášho názoru nie je absorbovaný telom. V žiadnom prípade ťa nemám v úmysle uraziť. Takéto vyjadrenia však vyvolávajú nedôveru k autorovi a spochybňujú všetko, čo povedal. Ak klamal v jednej veci, s najväčšou pravdepodobnosťou bude klamať aj o zvyšku.

#18

Asimilátor možno použiť pri cukrovke 2. typu a rakovine prostaty

#19

Alexander, je to možné, sú to rastlinné enzýmy, ktoré odbremenia pankreas a zlepšia trávenie, čo znamená, že v črevách bude menej toxického odpadu.
Pri takýchto diagnózach sú potrebné radikálnejšie opatrenia

#20

Ahoj. V prednáške „Koža je zrkadlom tela“ hovorila Olga Alekseevna o tom, ako vziať artičok, zvuk je hlasný, ale nie zrozumiteľný. Prosím, povedzte mi, ako používať tento čistý N1.

#21

Dobrý deň.Manželovi diagnostikovali krvácanie.Z Vašich slov som doteraz nepochopila ako sa to lieči a čo je najlepšie jesť.Vopred ďakujem za odpoveď.

#22

Pekný deň všetkým! Dlhodobo používam produkty Coral Club, na svojom zdraví som nepozoroval žiadne vedľajšie účinky.Na kúpu Vitastic som si dva roky šetril peniaze z dôchodku. Predtým som robil diagnostiku krvi mikroskopom v tmavom poli (hovorí sa tomu rozbor živou kvapkou krvi - hemoskrit, to vám neurobí ani jedna ambulancia, len v zdravotníckych centrách a aj to nie vo všetkých. Toto analýza nie je lacná, a tak vedúci zdravotného strediska povedal, že za všetky tri roky existencie centra PO PRVÝKRÁT vidí človeka, ktorého krv sa HÝBNE a nestojí so želé a kašou ako všetci ostatní a všetko vďaka N-500 alebo jednoduchšie mikrohydrínu a roztopenej vode, alebo „živej“, na ktorú používam špeciálny prístroj.Najprv ma bolela hlava a krvný tlak, bolo to telo, ktoré sa oslobodzovalo od toxínov a odpadov nahromadené počas života.Zlepšilo sa trávenie,zloženie krvi,farba pleti,nálada,spánok atď.Takže ľudia PITE VODU!a energiu ako z horského potoka.Neuvidíte to,ale pocítite keď vypite 50 ml vody z vodovodu nalačno a potom rovnaké množstvo ošetrené Vitastic alebo s prídavkom N-500. Pamätáte si niekto, ako chutil sladký sneh alebo námraza, ktorú sme všetci jedli v detstve? Takže voda upravená Vitastic je pravou chuťou detstva. Nebojte sa, ale dôverujte sebe a svojmu telu, počúvajte seba aj jeho , nie je hlupák, a vie kedy, čo a koľko chce, prestaňte ho otravovať tabletkami, cigaretami, alkoholom a mnoho iného, ​​veďte zdravý životný štýl a myslite pozitívne a všetko bude v poriadku, aj vo vnútri, a vonku!

#23

Áno, pre tých, ktorí neveria alebo nevedia, pozrite si video na YouTube o vode, volá sa „živá a mŕtva voda“, bolo uvedené na ruskom kanáli v roku 2014 a tiež video Olgy Butakovej „voda upravená s vitalizérom.“ „Tu si môžete pridať Emoto Masaru a celkovo vodu Neumyvakin a Svetla, choďte do toho, kto hľadá a chce, vždy nájde Veľa šťastia a zdravia všetkým!

#24

A po roku pravidelnej konzumácie vody a doplnkov, ktoré mi lekár predpísal, mi vyskočil krvný tlak, pulz sa mi vychýlil na 110 úderov a bolí ma srdce. Vraj ide piesok, treba byť trpezlivý.. Musel som 4x zvýšiť dávku liekov na tlak a brať tabletky na spomalenie tepu. Už tri mesiace som trpezlivý...

#25

Omega 3 je veľmi dôležitý doplnok najmä pre ženy! Teraz pri aktívnom športovaní si dávam kúru Evalar triple omega 3 a okrem toho jem aspoň raz do týždňa rybu (preferujem červenú). Pokožka je spokojná so svojím stavom)

Koncept povrchového napätia

Povrchové napätie sa nazýva termodynamická charakteristika rozhrania, definovaná ako práca reverzibilnej izotermickej tvorby jednotkovej plochy tohto povrchu. Pre kvapalinu sa povrchové napätie považuje za silu pôsobiacu na jednotku dĺžky obrysu povrchu a smerujúcu k zmenšeniu povrchu na minimum pre dané objemy fázy.

Olej je systém dispergovaný v oleji pozostávajúci z dispergovanej fázy a disperzného média.

Povrch častice dispergovanej fázy (napríklad asfalténový asociát, vodná globula atď.) má určitý nadbytok voľnej povrchovej energie F s, proporcionálne k ploche rozhrania S:

Rozsah σ možno považovať nielen za špecifickú povrchovú energiu, ale aj za silu pôsobiacu na jednotku dĺžky obrysu, ktorá obmedzuje povrch, smerujúca pozdĺž tohto povrchu kolmo na obrys a má tendenciu tento povrch uťahovať alebo zmenšovať. Táto sila sa nazýva povrchové napätie.

Pôsobenie povrchového napätia možno vizuálne znázorniť ako súbor síl, ktoré ťahajú okraje povrchu smerom k stredu.

Dĺžka každej vektorovej šípky odráža veľkosť povrchového napätia a vzdialenosť medzi nimi zodpovedá akceptovanej jednotke dĺžky obrysu povrchu. Ako rozmer množstva σ oba [J/m2] = 103 [erg/cm2] a [N/m] = 103 [dyn/cm] sa používajú rovnako.

Pôsobením síl povrchového napätia má kvapalina tendenciu zmenšovať svoj povrch a ak je vplyv gravitačnej sily nevýznamný, kvapalina nadobúda tvar gule s minimálnym povrchom na jednotku objemu.

Povrchové napätie sa líši pre rôzne skupiny uhľovodíkov – maximálne pre aromáty a minimálne pre parafíny. So zvyšujúcou sa molekulovou hmotnosťou uhľovodíkov sa zvyšuje.

Väčšina heteroatómových zlúčenín, ktoré majú polárne vlastnosti, má povrchové napätie nižšie ako uhľovodíky. To je veľmi dôležité, pretože ich prítomnosť zohráva významnú úlohu pri tvorbe emulzií voda-olej a plyn-olej a v následných procesoch deštrukcie týchto emulzií.

Parametre ovplyvňujúce povrchové napätie

Povrchové napätie výrazne závisí od teploty a tlaku, ako aj od chemického zloženia kvapaliny a fázy, ktorá je s ňou v kontakte (plyn alebo voda).

So zvyšujúcou sa teplotou povrchové napätie klesá a pri kritickej teplote je nulové. So zvyšujúcim sa tlakom klesá aj povrchové napätie v systéme plyn-kvapalina.

Povrchové napätie ropných produktov možno zistiť výpočtom pomocou rovnice:

Prepočet σ od jednej teploty T0 inému T možno vykonať podľa vzťahu:

Hodnoty povrchového napätia pre niektoré látky.

Látky, ktorých pridaním do kvapaliny sa znižuje jej povrchové napätie, sa nazývajú povrchovo aktívne látky(povrchovo aktívna látka).

Povrchové napätie ropy a ropných produktov závisí od množstva v nich prítomných povrchovo aktívnych zložiek (živicové látky, nafténové a iné organické kyseliny a pod.).

Najvyššie povrchové napätie na rozhraní s vodou majú ropné produkty s nízkym obsahom povrchovo aktívnych zložiek, naopak najnižšie tie s vysokým obsahom.

Dobre rafinované ropné produkty majú vysoké povrchové napätie na rozhraní s vodou.

Pokles povrchového napätia sa vysvetľuje adsorpciou povrchovo aktívnych látok na rozhraní. So zvyšujúcou sa koncentráciou pridaného tenzidu povrchové napätie kvapaliny najskôr intenzívne klesá a následne sa stabilizuje, čo indikuje úplné nasýtenie povrchovej vrstvy molekulami tenzidu. Prírodné povrchovo aktívne látky, ktoré prudko menia povrchové napätie olejov a ropných produktov, sú alkoholy, fenoly, živice, asfaltény a rôzne organické kyseliny.

Povrchové sily na rozhraní medzi tuhou a kvapalnou fázou sú spojené so zmáčavými a kapilárnymi javmi, na ktorých sú založené procesy migrácie oleja vo formáciách, stúpanie petroleja a oleja pozdĺž knôtov lámp a olejových plechoviek atď.

Experimentálne stanovenie povrchového napätia

Na experimentálne stanovenie povrchového napätia olejov a ropných produktov sa používajú rôzne metódy.

Prvá metóda (a) je založená na meraní sily potrebnej na oddelenie krúžku od rozhrania medzi dvoma fázami. Táto sila je úmerná dvojnásobku obvodovej sily prstenca. Pri kapilárnej metóde (b) sa meria výška stúpania kvapaliny v kapiláre. Jeho nevýhodou je závislosť výšky stúpania kvapaliny nielen od hodnoty povrchového napätia, ale aj od charakteru zmáčania stien kapilár skúmanou kvapalinou. Presnejšou verziou kapilárnej metódy je metóda závesnej kvapky (c), založená na meraní hmotnosti kvapky kvapaliny vytekajúcej z kapiláry. Výsledky merania sú ovplyvnené hustotou kvapaliny a veľkosťou kvapky a nie sú ovplyvnené kontaktným uhlom kvapaliny na pevnom povrchu. Táto metóda umožňuje stanovenie povrchového napätia v tlakových nádobách.

Najbežnejším a najpohodlnejším spôsobom merania povrchového napätia je metóda najvyššieho tlaku bublín alebo kvapiek (g), čo sa vysvetľuje jednoduchosťou konštrukcie, vysokou presnosťou a nezávislosťou stanovenia od zmáčania.

Táto metóda je založená na skutočnosti, že pri stláčaní vzduchovej bubliny alebo kvapky kvapaliny z úzkej kapiláry do inej kvapaliny sa povrchové napätie σ na hranici s kvapalinou, do ktorej sa kvapka uvoľňuje, v pomere k najvyššiemu tlaku potrebnému na vytlačenie kvapky.

voda

Ryža. 12.1

vzduchu

Prednáška 12. Povrchové napätie kvapalín. Osmóza

V tejto prednáške sa budeme zaoberať niektorými vlastnosťami kvapalín, ktoré súvisia so správaním molekúl v kvapalnej fáze. Na rozdiel od prakticky voľných a rýchlych molekúl plynu sú molekuly kvapaliny umiestnené blízko seba a pohybujú sa dosť pomaly.

12.1. Povrchové napätie kvapalín

Elastické vlastnosti majú nielen pevné telesá, ale aj povrch kvapalín. Každý videl, ako sa mydlový film naťahuje, keď fúkate bubliny. Sily povrchového napätia vytvorené v mydlovom filme držia vzduch v bubline, podobne ako natiahnutý gumený mechúr drží vzduch vo futbale.

Povrchové napätie sa vyskytuje na rozhraní medzi fázami, napríklad kvapalinou a plynom alebo kvapalinou a tuhou látkou, a je spôsobené tým, že molekuly povrchovej vrstvy kvapaliny sú vystavené rôznym príťažlivým silám zvonka a zvnútra. Povrchné na-

Gravitáciu možno ľahko pozorovať na príklade kvapky vody, kde

kvapalina sa správa tak, ako keby bola umiestnená v elastiku

stic shell. Tu sú molekuly povrchovej vrstvy vody priťahované k svojim vnútorným susedom (iné molekuly vody) silnejšie ako k vonkajším molekulám vzduchu, obr. 12.1. Ďalším príkladom je film benzínu na vode. Tu sa molekuly benzínu navzájom priťahujú

navzájom slabšie ako k molekulám vody, v dôsledku čoho sa benzín rozprestiera po vode vo veľmi tenkom filme.

Povrchové napätie možno definovať ako nekonečne malú (elementárnu) prácu δ A, ktorá sa musí vykonať na zväčšenie plochy povrchu kvapaliny o nekonečne malé množstvo dS pri konštantnej teplote

určuje elastické vlastnosti povrchu kvapaliny. Čím vyššie je povrchové napätie, tým ťažšie sa tekutý film natiahne.

Povrchové napätie závisí od teploty. Napríklad pre vodu sa povrchové napätie znižuje so zvyšujúcou sa teplotou.

Sila povrchového napätia F je úmerná dĺžke obrysu l na povrchu, na ktorý pôsobí, a leží v rovine dotýkajúcej sa povrchu

povrchu kvapaliny
F = σl.

Kvapalina môže alebo nemusí zmáčať povrch, na ktorý sa naleje. Ak sa molekuly kvapaliny k sebe priťahujú menej ako k

0 ≤ θ < π /2

π/2< θ ≤ π

povrchových molekúl dochádza k zmáčaniu (obr. 12.2, a), inak dochádza k nezmáčaniu (obr. 12.2, b).

Uhol, ktorý zviera povrch, kde sa kvapalina leje, a dotyčnica k povrchu kvapaliny sa nazýva kontaktný uhol θ. Limitný prípad, keď θ = 0, sa nazýva úplné zmáčanie a keď θ = π sa nazýva úplné nezmáčanie.

Sily povrchového napätia ohýbajú povrch kvapaliny a spôsobujú dodatočný tlak, ktorý je určený Laplaceov vzorec

P = σ
a pôsobí smerom ku konkávnosti povrchu. Tu R1 a R2 sú polomery krivky
vizualizácia dvoch na seba kolmých rezov hladiny kvapaliny.
Ak je povrch valcový (R 1 = R, R 2 → ∞), potom
		σ ,						(12,3)′
ak je sférický (R1 = R2 = R), potom
								(12,3)″

Zakrivený povrch kvapaliny sa nazýva meniskus. Povrchové napätie sa prejavuje aj vtedy, keď kvapalina stúpa

kapilárne rúrky (obr. 12.3, a). Napríklad v kapilárach stoniek bylinných rastlín v dôsledku zamokrenia voda stúpa o niekoľko centimetrov. Výška stúpania kvapaliny s hustotou ρ v kapiláre1 s polomerom r

Kapilárne javy zohrávajú dôležitú úlohu v prírode a poľnohospodárskej praxi. Ako už bolo uvedené, voda stúpa cez kapiláry do stonky.

1 Meniskus v kapilárach je sférický a prídavný tlak je určený vzorcom (12.3)″. Zdá sa, že dodatočný tlak ťahá kvapalinu nahor. Tento tlak je vyvážený hydrostatickým tlakom stĺpca kvapaliny s výškou h: P = ρ gh. Ak uvážime, že polomer zakrivenia plochy R súvisí s polomerom kapiláry r vzťahom R = r /cosθ, dostaneme vzorec (12.4).

alebo bylinné rastliny. Voda stúpa pôdnymi kapilárami z hlbokých do povrchových vrstiev. Zmenšením priemeru pôdnych kapilár zhutnením pôdy je možné zvýšiť prietok vody na povrch, teda do odparovacej zóny, a tým urýchliť vysychanie pôdy. Naopak, kyprením povrchu pôdy a tým vytváraním diskontinuít v kapilárnom systéme pôdy je možné oddialiť tok vody do zóny výparu a spomaliť vysychanie pôdy. Na tom sú založené agrotechnické metódy regulácie vodného režimu pôdy: valcovanie a bránenie.

Treba tiež poznamenať, že včely extrahujú nektár z kvetu cez veľmi tenkú kapilárnu trubicu umiestnenú vo vnútri včelieho proboscis.

Ak sa vzduchová bublina dostane do cievy malého priemeru, potom vplyvom síl povrchového napätia môže dôjsť k upchatiu cievy (bublina sa akoby prilepila na steny cievy a zablokovala ju). Tento jav sa nazýva plynová embólia. Preto pri podávaní injekcie nedovoľte, aby sa vzduchové bubliny dostali do ihly injekčnej striekačky. Aby ste to dosiahli, vždy pred injekciou odstráňte zo striekačky trochu tekutiny.

Navyše, listy a plody mnohých rastlín nie sú zmáčané vodou (pokryté voskovým povlakom), čo zabraňuje ich hnitiu počas daždivých období.

Perie vodného vtáctva je chránené pred navlhnutím nasledujúcim spôsobom. Husté prepletenie perových a páperových ostňov tvorí usporiadanú štruktúru. Tukové sekréty kostrčovej žľazy umiestnené pri koreni chvosta, nanesené na perie zobákom, zachovávajú túto štruktúru a vytvárajú vodoodpudivý (nezmáčateľný) povrch. Odolnosť voči vode je tiež uľahčená početnými vzduchovými bublinami obsiahnutými v najtenších dutinách vrstiev peria.

Na záver poznamenávame, že na zníženie povrchového napätia vody sa používajú rôzne povrchovo aktívne látky (povrchovo aktívne látky), napríklad mydlo. Voda nezmáča (a neumýva) mastný povrch, ale mydlový roztok áno (a neumýva).

12.2. Osmóza a osmotický tlak

Tento jav je podobný difúzii, avšak jeden významný rozdiel núti ho posudzovať samostatne. Aby k tomuto javu došlo, je potrebná priečka (škrupina), ktorá má selektívna priepustnosť to znamená, že umožňuje niektorým molekulám prejsť a iným nie.

									Nechajte vodný roztok akejkoľvek látky,
									napríklad cukor, oddelený od rozpúšťadla, ako je voda,
		cukrový roztok
									polopriepustná priečka , cez ktorý sa molekuly
			R osm						voda môže prechádzať, ale cukor nie (obr. 12.4). Poznámka:
									polopriepustné priečky môžu slúžiť ako
									obal rastlinnej alebo živočíšnej bunky, ochranný obal
									plutva pokrývajúca žiabrové vlákna rýb, steny
									žlčníka, črevného tkaniva atď.

Fenomén prechodu molekúl čistého rozpúšťadla cez polopriepustnú prepážku do oblasti obsadenej roztokom sa nazýva osmóza.

V dôsledku toho vzniká tlakový rozdiel medzi roztokom a čistým rozpúšťadlom. Keď dosiahne určitú hodnotu, osmóza sa zastaví. Tlakový rozdiel, pri ktorom sa osmóza zastaví, sa nazýva

osmotický tlak.

Povaha osmotického tlaku bude jasná, ak rozpustenú látku považujeme za ideálny plyn s molárnou koncentráciou n p (pre slabé roztoky).

Р osm = n рRT,

kde n р = ν /V je molárna koncentrácia roztoku v mol/m3. Táto rovnica sa úplne zhoduje s Mendelejevovou-Clapeyronovou rovnicou pre plyny, len namiesto molekúl plynu sú tu molekuly alebo ióny rozpustenej látky.

Osmotický tlak sa dá ľahko merať. Pre to
môžete vykonať experiment so zvýšením cukrového roztoku v potrubí -
ke, uzavretá zospodu polopriepustnou priečkou a
naložené do vody, ako je znázornené na obr. 12.5. V dôsledku osmózy
molekuly vody prejdú cez prepážku, hladinu
žila v trubici začne rásť a zastaví sa, keď hydrostatický
technický tlak stĺpca kvapaliny v skúmavke nedá molekulárne
studená voda, ktorá prejde do roztoku (inými slovami, osmo-		oddiel
statický tlak v roztoku sa vyrovnáva hydrostatickým
tický tlak stĺpca roztoku s výškou h). Výška
Stúpanie roztoku v skúmavke slúži ako miera osmotického tlaku
P osm = ρ рgh,

kde ρ р je hustota roztoku (pre slabé roztoky sa približne rovná hustote čistého rozpúšťadla). Vzorec (12.6) je experimentálny vzorec na určenie osmotického tlaku.

Osmotický efekt zohráva mimoriadne dôležitú úlohu v živote baktérií, húb, rastlín a živočíchov, pretože vďaka osmóze dochádza k výmene vody medzi bunkami a extracelulárnou tekutinou. Membrány živých buniek sú polopriepustné priečky – sú priepustné pre molekuly vody a nepriepustné pre molekuly zložitých organických zlúčenín vznikajúcich vo vnútri bunky počas jej života. Vďaka tomu sa vo vnútri bunky vytvorí roztok s koncentráciou mierne vyššou ako je koncentrácia extracelulárneho roztoku a vznikne osmotický tlak, ktorý natiahne bunkovú membránu a urobí bunku elastickou ako nafúknutá gumená guľa. Tento jav sa nazýva bunkový turgor. Preto majú rastlinné a živočíšne tkanivá dobrú elasticitu a zachovávajú si svoj tvar. Pokles osmotického tlaku v bunkách, napríklad pri dehydratácii organizmu, vedie k ich kolapsu (kolapsu). Naopak, odsolením organizmu môže dôjsť k opuchu a prasknutiu buniek (osmotický šok).

Ak mierne zvädnuté rastliny umiestnite do kúpeľa so studenou vodou, vďaka osmóze „ožijú“. Voda prejde cez membrány „vyschnutých“ buniek a vráti ich do pôvodného tvaru. Osmotický tlak v raste

telesné bunky obklopené vodou môžu byť veľmi významné a dosahovať niekoľko atmosfér. Práve osmózou sa voda z pôdy dostáva do buniek listov veľmi vysokých stromov. Eukalyptus a sekvoja teda dosahujú výšku 100-120 m. Koncentrácia bunkového roztoku v listoch takýchto rastlín je pomerne vysoká, čo znamená vysoký osmotický tlak (12,5), a teda vysoký vzostup vody (12,6).

Ak je rastlina alebo zviera v roztoku s koncentráciou prevyšujúcou bunkovú koncentráciu, potom voda prúdi z buniek do vonkajšieho roztoku. Keď napríklad zavárame a do ovocia pridávame cukor, vznikne sirup – roztok cukru vo vode uvoľnený z buniek ovocia. Podobný proces nastáva pri solení rýb alebo zeleniny.

Vďaka osmóze riečne ryby nepotrebujú piť – voda sa do tkanív dostáva nielen cez žalúdok, ale aj cez celý vonkajší povrch ryby. Takže sladkovodné ryby musia neustále odstraňovať prebytočnú vodu. A u morských rýb, s výnimkou žralokov a rají, je koncentrácia bunkového roztoku nižšia ako koncentrácia solí v morskej vode a sú nútené piť vodu a asimilovať ju cez žalúdok. More doslova „vysáva“ vodu z tkanív rýb. Mimochodom, práve osmotické nasávanie vody z buniek spôsobuje pocit smädu, ku ktorému dochádza po zjedení slaného jedla alebo vypití morskej vody.

Navyše so zvyšujúcou sa koncentráciou roztoku (a teda aj osmotickým tlakom) klesá jeho bod tuhnutia. Z tohto dôvodu púčiky rastlín a tkanivá niektorých zvierat v zime úplne nezamrznú (niektoré druhy rýb vydržia úplné zamrznutie nádrže bez toho, aby sa zahrabali do bahna). Morská voda nezamŕza pri teplotách do –2 °C a nižších, v závislosti od slanosti.

Naopak, teplota varu roztoku sa zvyšuje so zvyšujúcou sa koncentráciou (a teda aj osmotickým tlakom). Preto je bod varu slanej vody pri atmosférickom tlaku nad 100 °C.

Dôvody zmien bodov topenia a varu vody v závislosti od tlaku boli diskutované v predchádzajúcej prednáške.

Otázky na prednášku 12

1. Ako vzniká povrchové napätie v kvapalinách? Uveďte príklady.

2. Ako sa určuje koeficient povrchového napätia kvapaliny a od čoho závisí?

3. Vysvetlite, v akom prípade kvapalina zmáča povrch, s ktorým prichádza do kontaktu, a v akom prípade nie.

4. Pri odbere krvi na analýzu sa používa tenká kapilárna trubica. Prečo krv „sama od seba“ stúpa cez kapiláru? Prečo sa tento efekt prakticky nepozoruje, ak trubica nie je dostatočne tenká?

5. Prečo by ste nemali dovoliť, aby sa vzduchové bubliny dostali do ihly injekčnej striekačky pri podávaní injekcie?

6. Uveďte príklady kapilárnych javov v živote rastlín a živočíchov.

7. Čo je osmóza? Ako zistiť osmotický tlak?

8. Uveďte príklady osmotického účinku v živých organizmoch.

9. Vysvetlite mechanizmus vzlínania vody do listov vysokých stromov.

10. Prečo chceme piť po konzumácii slaného jedla? Prečo máte zo sladkého jedla oveľa menej smädu?