Površinska napetost: splošne informacije in biološki pomen

Med molekulami tekočine obstajajo kohezivne sile, ki so različne za površino in globoke (notranje) plasti. Molekule na površinski plasti dobijo enostransko privlačnost iz globokih plasti in globokih plasti sila privlačnosti med molekulami so medsebojno uravnoteženi. Molekule površinske plasti privlače manj molekul zraka in pare, njihova rezultanta sile je usmerjena navzdol, površinska plast molekul pa se odvzame, tako kot globoke plasti. Površinska napetost pa je odvisna od narave tekočine in mejnega medija, temperature okolice, prisotnosti nečistoč v tekočinah in tako naprej.

Da bi povečali površino tekočine, je potrebno nekaj dela usmeriti proti silam površinske napetosti. Iz vrednosti površinski napetostni koeficient odvisno od velikosti kapljic, meniskusa, velikosti plinskih mehurčkov, ki potekajo skozi tekočino, omočljivosti in nevlaženja tekoče površine trdne snovi itd.

Sila površinske napetosti je odvisna tudi od parnega tlaka nad tekočino: večje pa je manjši notranji tlak tekočine. Če je tekočina v bližini zraka, potem molekule njegove površinske plasti skoraj niso izpostavljene gravitacijskim silam na strani plinaste faze. V primerih, ko se parni tlak nad tekočino poveča, bo njegova površinska napetost manjša. Tako molekule površinske plasti niso uravnotežene, zato sistem v faznem vmesniku vedno vsebuje določen presežek proste energije. V vseh drugih enakih pogojih je ta presežek večji od večje površine. Glede na drugi zakon termodinamike, sistem zmanjšuje notranjo energijo. Zato je proces zmanjševanja vmesnika proces neodvisen. Zato tekočina, ki ne deluje na silo, tvori obliko krogle, ker ima takšna oblika najmanjšo površino za določeno količino.

Vrednost površinske napetosti vpliva na ogljikovodični radikal snovi. Torej, če vzamemo več karboksilnih kislin istega homologne serije (HCOOH, CH3COOH, S2N5SOON, S3N7SOON), površinska napetost zmanjša njihovo karboksilno podaljševanje verige - 3,2-krat za vsako skupino CH2.

Prisotnost nečistoč različnih snovi v tekočinah vpliva na velikost površinske napetosti. Mnoge snovi, predvsem organske, zmanjšujejo površinsko napetost. Takšne spojine imenujemo površinsko aktivne (proteine, žolčne kisline, mila, alkoholi, aldehidi, estri, ketoni, tannide itd.). Snovi, katerih prisotnost ne vpliva bistveno na površinsko napetost, imenujemo površinsko neaktivne (fruktoza, glukoza, škrob itd.). Zmanjšanje površinske napetosti je zelo pomembno pri procesih absorpcije tekočih hranil z epitelijem črevesne sluznice. Tako masti in drugi lipidi vstopajo v prehranski kanal v obliki kapljic. Te kapljice so emulzirane z žolčem v tankem črevesu in po tem postanejo dostopne za hidrolitično cepitev s lipazo in drugimi lipolitskimi encimi. Dodajanje površinsko aktivnih snovi na tekočine povečuje njihovo zmožnost, da zmočijo površino, ki jo je treba obdelati. Pri uporabi insekticidov se pogosto doda mila, ki jim omogočajo dober stik s površino telesa žuželk in imajo insekticidni učinek.

Površinska napetost tekočine: metode njegove določitve

Obstajajo številne metode za določanje površinske napetosti: stalagmometrični, višina vzpona tekočine v kapilarah, največji tlak v mehurčkih in odstopanje obroča.

Najpogosteje se uporablja stalagmometrična metoda, ki temelji na uporabi posebnega instrumenta - stalagmometra. To je kapilarna cev z zgornjo in spodnjo oznako ter podaljšek. Stalagmometer zbira vodo do oznake, po kateri se sprosti in šteje število kapljic. Po tem se isto opravi s preskušano tekočino. Pod vplivom sile površinske napetosti se izlivna tekočina in voda pojavljajo v obliki globularnih kapljic.

Površinska napetost v življenju organizmov

Površinska napetost je eden od dejavnikov, ki določajo obliko celice in njenih delov. Cage - osnovno delcev življenja glede na to, da si do človeškega telesa, živali in rastline. Za celice, ki imajo močno in togo površino (rastline, mikroorganizmi), površinska napetost vrednost je nizka. Večina celic v telesu živali ima obliko, ki je blizu sferičnim. Nizka površinska napetost omogoča enostavno izolacijo celic med seboj. Oblika celice vezane na druge celice ali substrata, je odvisna od drugih dejavnikov - od citoskeletona tvori membranski kompleks, kontaktne strukture, itd Različne vrste celic (npr levkocitov in jajca) za sproščanje z učinkovanjem površinske napetosti postaja sferično obliko in izgubijo aktivnost. . Lokalne spremembe v površinske napetosti igra pomembno vlogo pri zaznavanju in prenosu živčnih impulzov v fagocitozo, pinocitozo, gastrulation gibanja amebastem, in zlasti v prepustnosti celičnih membran.