ไม่ใช่เพราะเบากว่าหรือมีความหนาแน่นน้อยกว่าน้ำ คำตอบคือ… แรงตึงผิว!
เป็นสิ่งที่ทำให้เกิดฟองอากาศ เป็นวิธีที่น้ำสามารถคลานขึ้นด้านข้างของหลอดเส้นเลือดฝอย และเป็นสิ่งที่ช่วยให้แมลงเช่น strider น้ำเดินไปตามพื้นผิวของบ่อโดยไม่ทำลายมัน
แรงตึงผิวคือพลังงานที่ต้องใช้ในการเพิ่มพื้นที่ผิวของของเหลว และทำให้ของเหลวต้องการมีพื้นที่ผิวน้อยที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ กล่าวอีกนัยหนึ่งคือความสามารถของพื้นผิวในการต้านทานแรงภายนอกเนื่องจากแรงระดับโมเลกุลที่ทำงานภายในของเหลว แรงเหล่านี้รวมถึงพันธะไฮโดรเจน (อันตรกิริยาระหว่างโมเลกุลที่รุนแรง) และแรงกระจาย (อันตรกิริยาระหว่างโมเลกุลที่อ่อนแอ)
ท่ามกลางคุณสมบัติพิเศษอื่นๆ อีกมากมาย โครงสร้างทางเคมีของน้ำทำให้น้ำมีคุณสมบัติดังนี้ มาก แรงตึงผิวสูงกว่าของเหลวอื่นๆ ประมาณ 72mN/m ของเหลวชนิดเดียวที่มีแรงตึงผิวสูงกว่าคือปรอท ที่ 500mN/m ด้วยเหตุนี้ น้ำจึงเป็นตัวอย่างที่ใช้บ่อยที่สุดเมื่อแสดงแรงตึงผิว และเราสามารถเห็นได้จากทุกที่ที่เราไป
น้ำประกอบด้วยอะตอมของไฮโดรเจน XNUMX อะตอมและออกซิเจน XNUMX อะตอมในโครงสร้าง tetrahedral และการกำหนดค่านี้ทำให้โมเลกุลของน้ำสร้างพันธะไฟฟ้าสถิตที่เรียกว่าพันธะไฮโดรเจนระหว่างโมเลกุลข้างเคียง
พื้นผิวมักถูกอธิบายว่าชอบน้ำ (ชอบน้ำ) หรือไม่ชอบน้ำ (ไม่ชอบน้ำ) และสิ่งนี้ถูกกำหนดโดยความสามารถของพื้นผิวในการยึดเกาะกับโมเลกุลของน้ำมากกว่าที่น้ำจะจับกับตัวมันเอง ความสามารถในการยึดเกาะพื้นผิวนี้มักถูกกำหนดโดยขั้วของโมเลกุล และไม่ว่าจะมีตำแหน่งสำหรับพันธะไฮโดรเจนหรือไม่ ในทางเคมี 'สิ่งที่ชอบดึงดูดสิ่งที่เหมือนกัน' ดังนั้นโมเลกุลที่มีขั้วเช่นน้ำจะถูกดึงดูดไปยังพื้นผิวที่มีขั้วมากกว่าพื้นผิวที่ไม่มีประจุสุทธิ
เมื่อคุณมองดูน้ำที่ไหลออกจากใบของดอกบัว คุณจะเห็นว่าใบไม้นั้นไม่ได้เปียกจริงๆ น้ำก็ไหลออกไปอย่างไร้ร่องรอย ผลบัวเป็นกรณีพิเศษของการไม่ชอบน้ำยิ่งยวด ซึ่งมีสาเหตุจากสองปัจจัย
ประการแรก ใบบัวถูกปกคลุมด้วยหนังกำพร้าซึ่งจะหลั่งสารคล้ายขี้ผึ้งออกมาทั่วผิวใบ แว็กซ์และน้ำมันไม่ชอบน้ำ ดังนั้นหยดน้ำจะเกาะติดกับหยดน้ำอื่นๆ ได้ง่ายกว่าที่ผิวใบ
ประการที่สอง พื้นผิวของใบบัวอาจดูเรียบพอสมควร แต่จริงๆ แล้วมีความหยาบมากในระดับจุลภาค มันถูกปกคลุมด้วยจุดเล็กๆ มากมายบนผิวใบ สร้างลำดับชั้นของเศษส่วนและช่องว่างที่อากาศสามารถดักจับได้ สิ่งนี้จะเพิ่มแรงต้านระหว่างหยดน้ำกับผิวใบ ทำให้น้ำไหลออกมาได้ง่าย
พลังงานของพื้นผิวสามารถลดลงเพื่อให้มันแตกได้ง่ายขึ้น สิ่งนี้ทำได้โดยใช้สารลดแรงตึงผิวซึ่งย่อมาจาก ท่องเอซ กระทำive agents
สารลดแรงตึงผิวเป็นโมเลกุลที่มีส่วนหัวที่ชอบน้ำและส่วนหางที่ไม่ชอบน้ำ โมเลกุลสามารถจัดเรียงตัวเองไปตามส่วนต่อประสานของน้ำและของไหลอื่นๆ (เช่น น้ำมันหรืออากาศ) และสิ่งนี้จะลดพลังงานตามพื้นผิว
คุณสามารถนึกภาพสิ่งนี้ได้เหมือนมีชั้นพิเศษเคลือบโมเลกุลของน้ำและแยกพวกมันออกจากส่วนต่อประสานและแยกออกจากกัน สิ่งนี้จะกระจายโมเลกุลของน้ำออกมาบาง ๆ และทำให้เกิดฟอง
ในผงซักฟอก ฟองเล็กๆ เหล่านี้สามารถเข้าไปในร่องและรูพรุนเพื่อทำความสะอาดสิ่งสกปรกและแบคทีเรีย ในอิมัลชัน ฟองสามารถกระจายไปทั่วของเหลวอื่น เช่น อนุภาคของน้ำที่แขวนลอยอยู่ในน้ำมันเพื่อผลิตมาการีน สารลดแรงตึงผิวที่เป็นอิมัลซิไฟเออร์สามารถเปลี่ยนความสอดคล้องของสองขั้นตอนให้เป็นเนื้อเดียวกันและทำให้แน่ใจว่าแยกออกจากกันได้ยากขึ้นมาก
ต้องการทราบข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับคุณสมบัติทางเคมีแปลก ๆ หรือไม่? คุณมาถูกที่แล้ว เราพร้อมช่วยเหลือคุณเกี่ยวกับปัญหาคุณสมบัติทางเคมีทั้งหมดของคุณ รวมถึงความปลอดภัยและการจัดเก็บ การจัดการ SDS การทำแผนที่ความร้อน การประเมินความเสี่ยง และทุกสิ่งที่เกี่ยวข้อง ติดต่อเราได้แล้ววันนี้ที่ sa***@ch*********.net.
แหล่งที่มา:
