Sudan daha hafif veya daha az yoğun oldukları için değil, cevap… yüzey gerilimi!
Kabarcıkların oluşmasına neden olan şey budur, suyun bir kılcal borunun kenarlarından nasıl tırmanabileceği ve su kürekçisi gibi böceklerin bir havuzun yüzeyi boyunca onu kırmadan yürümesine izin veren şeydir.
Yüzey gerilimi, bir sıvının yüzey alanını artırmak için gereken enerjidir ve bu nedenle sıvının mümkün olduğu kadar küçük bir yüzey alanına sahip olmak istemesine neden olan şeydir. Başka bir deyişle, sıvı içinde işleyen moleküler kuvvetler nedeniyle bir yüzeyin dış kuvvete direnme yeteneğidir. Bu kuvvetler, hidrojen bağını (güçlü moleküller arası etkileşimler) ve dağılma kuvvetlerini (zayıf moleküller arası etkileşimler) içerir.
Diğer birçok benzersiz özelliğinin yanı sıra, suyun kimyasal yapısı ona bir çok diğer sıvılardan daha yüksek yüzey gerilimi—yaklaşık 72mN/m. Daha yüksek yüzey gerilimine sahip tek sıvı 500mN/m'de cıvadır. Bu nedenle, su, yüzey gerilimini gösterirken kullanılan en yaygın örnektir ve onu gittiğimiz her yerde hareket halinde görebiliriz.
Su, tetrahedral bir yapıda iki hidrojen atomu ve bir oksijen atomundan oluşur ve bu konfigürasyon, su moleküllerinin komşu moleküller arasında hidrojen bağları olarak adlandırılan elektrostatik bağlar oluşturmasına izin verir.
Yüzeyler genellikle ya hidrofilik (suyu seven) ya da hidrofobik (sudan nefret eden) olarak tanımlanır ve bu, suyun basitçe kendisine bağlanmasından ziyade yüzeyin su molekülleri ile bağlanma kabiliyeti ile belirlenir. Bu yüzey bağlama yeteneği genellikle moleküler polarite ve hidrojen bağının gerçekleşeceği yerlerin olup olmadığı ile belirlenir. Kimyada, 'benzer benzerini çeker', bu nedenle su gibi bir polar molekül, net yükü olmayan bir yüzeye göre polar bir yüzeye daha fazla çekilir.
Bir lotus çiçeğinin yapraklarından akan suya baktığınızda yaprağın gerçekten ıslanmadığını görürsünüz. Su iz bırakmadan hemen akıyor. Lotus etkisi, süperhidrofobikliğin özel bir durumudur ve buna iki faktör neden olur.
İlk olarak, lotus yaprakları, yaprak yüzeyi boyunca mumsu bir madde salgılayan kütiküllerle kaplıdır. Mumlar ve yağlar hidrofobiktir ve bu nedenle su damlacıkları, yaprak yüzeyinden ziyade diğer su damlacıklarına daha kolay yapışacaktır.
İkincisi, bir nilüfer yaprağının yüzeyi yeterince pürüzsüz görünebilir, ancak aslında mikroskobik düzeyde son derece pürüzlüdür. Yaprak yüzeyinin birçok küçük noktasıyla kaplıdır, fraktal yüzey hiyerarşileri ve havanın tutulabileceği boşluklar oluşturur. Bu, su damlası ile yaprak yüzeyi arasındaki direnci artırarak suyun basitçe yuvarlanmasına neden olur.
Bir yüzeyin enerjisi, daha kolay kırılmasını sağlamak için düşürülebilir. Bu, yüzey aktif maddeler kullanılarak elde edilir, kısaca sörfas hareketive ageNTS.
Yüzey aktif maddeler, hidrofilik bir baş ve hidrofobik bir kuyruğa sahip moleküllerdir. Moleküller kendilerini su ve başka bir sıvının (yağ veya hava gibi) bir arayüzü boyunca hizalayabilir ve bu, yüzey boyunca enerjiyi düşürür.
Bunu su moleküllerini kaplayan ve onları arayüzden ve birbirinden ayıran ekstra bir katman gibi görselleştirebilirsiniz. Bu, su moleküllerini ince bir şekilde yayar ve kabarcıkların oluşmasına neden olur.
Deterjanlarda, bu küçük kabarcıklar daha sonra kiri ve bakterileri temizlemek için oyuklara ve gözeneklere girebilir. Emülsiyonlarda, kabarcıklar, margarin yapmak için yağda süspanse edilen su parçacıkları gibi başka bir sıvı boyunca dağıtılabilir. Emülsifiye edici yüzey aktif maddeler, iki fazın tutarlılığını homojen bir şeye dönüştürebilir ve ayrılmalarını çok daha zor hale getirebilir.
Garip kimyasal özellikler hakkında daha fazla bilgi edinmek ister misiniz? Doğru yerdesin. Güvenlik ve depolama, SDS yönetimi, Isı Haritalaması, Risk Değerlendirmesi ve bunların arasındaki her şey dahil tüm kimyasal özellik sorunlarınızda size yardımcı olmak için buradayız. bugün bize ulaşın sa***@ch*********.net.
kaynaklar:
