A folyadék molekulái között erők vannaktapadás, különbözik a felületi és a mély (belső) rétegektől. A felszíni rétegben elhelyezkedő molekulák a mély rétegek oldaláról egyoldalú vonzódást kapnak, és a mély rétegekben a molekulák közötti vonzóerők kölcsönösen kiegyensúlyozottak. A felszíni réteg molekuláit kevésbé vonzzák a levegő és a gőz molekulái, az ezekből eredő erőt lefelé kell irányítani, és a molekulák felszíni rétege olyan, mintha a mély rétegekbe vonnák. A felületi feszültség viszont a folyadék természetétől és a határoló közegtől, a környezeti hőmérséklettől, a szennyeződések jelenlététől a folyadékokban stb.
A folyadék felületének növelése érdekében meg kell tenniemunkát végezni a felületi feszültség ellen. A cseppek mérete, a meniszkusz, a folyadékon áthaladó gázbuborékok mérete, a szilárd test felületének nedvesíthetősége és nedvesíthetetlensége stb. A felületi feszültség együtthatójának értékétől függ.
A felületi feszültség attól is függgőznyomás a folyadék felett: minél több gőz van, annál alacsonyabb a belső folyadéknyomás értéke. Ha a folyadék levegővel határolódik, akkor a felületi réteg molekuláit szinte nem teszik ki a gázfázis vonzó erői. Azokban az esetekben, amikor a folyadék feletti gőznyomás nő, a felületi feszültsége kisebb lesz. Így a felületi réteg molekulái nem kiegyensúlyozottak, és ezért az interfészen lévő rendszernek mindig van bizonyos szabad energiája. Minden más azonos körülmények között ez a többlet minél nagyobb, annál nagyobb a felület. A termodinamika második törvénye szerint a rendszer célja a belső energia csökkentése. Ezért az interfész csökkentésének folyamata független folyamat. Ez az oka annak, hogy egy folyadék, amelyre nem hatnak erők, alakítja a golyó alakját, mivel egy bizonyos térfogatú alaknak a legkisebb a felülete.
A felületi feszültséget szintén befolyásoljaegy anyag szénhidrogéngyökének nagysága. Tehát, ha egy homológ sorozatból több karbonsavat veszünk (HCOOH, CH3COOH, C2H5COOH, C3H7COOH), akkor felületi feszültségük csökken, amikor a szénlánc meghosszabbodik - minden CH2 csoportra 3,2-szer.
Különböző anyagok szennyeződéseinek jelenléte a folyadékokbanbefolyásolja a felületi feszültség mértékét. Számos anyag, főleg szerves, alacsonyabb felületi feszültséget mutat. Az ilyen vegyületeket felületaktív anyagnak nevezik (fehérjék, epesavak, szappanok, alkoholok, aldehidek, észterek, ketonok, tannidok stb.). Azokat az anyagokat, amelyek jelenléte nem befolyásolja jelentősen a felületi feszültséget, felületi inaktívnak nevezzük (fruktóz, glükóz, keményítő stb.). A felületi feszültség csökkenése nagy jelentőséggel bír a folyékony tápanyagok felszívódásának folyamatában a bél nyálkahártya hámja révén. Tehát a zsírok és más lipidek cseppek formájában lépnek be az élelmiszercsatornába. Ezeket a cseppeket az epeben emulgeálják a vékonybélben, majd rendelkezésre állnak a lipáz és más lipolitikus enzimek általi hidrolitikus hasításhoz. Felületaktív anyagok folyadékokhoz történő hozzáadása növeli azok képességét a kezelt felület nedvesítésére. Rovarirtó szerek használatakor gyakran adnak hozzá szappanokat, amelyek lehetővé teszik, hogy jól érintkezzenek a rovarok testének felületével és rovarirtó hatásuk legyen.
Egy folyadék felületi feszültsége: meghatározásának módszerei
Számos módszer létezik a felületi feszültség meghatározására: sztalagmometrikus, a kapillárisban levő folyadék magassága alapján, a legnagyobb nyomás a buborékokban, a gyűrű elválasztásával.
A leggyakrabban használt sztalagmometrikusegy speciális eszköz - egy sztalagmométer - használatán alapuló módszer. Kapilláris cső, felső és alsó jelölésekkel és tágulással. A vizet a jelzésig húzzák a sztalagmométerbe, majd engedik fel és kiszámítják a cseppek számát. Akkor ugyanezt kell tenni a tesztfolyadékkal. A felületi feszültség hatására az áramló folyadék és a víz gömb alakú cseppek formájában lép fel.
Felületi feszültség az organizmusok életében
A felületi feszültség az egyika cella és részei alakját meghatározó tényezők. A sejt az élő anyag elemi részecskéje, amely alkotja az emberi, állati és növényi szervezetet. Erős és merev felületű sejteknél (növények, mikroorganizmusok) a felületi feszültség értéke kicsi. Az állati test legtöbb sejtje szinte gömb alakú. Az alacsony felületi feszültség lehetővé teszi a sejtek számára, hogy könnyen elkülönítsék egymást. A más sejtekhez vagy a szubsztrátumhoz kapcsolt sejtek alakja más tényezőktől függ - a membránok, érintkező struktúrák stb. Által alkotott citoszkeletonuk. Egyes sejttípusok (például fehérvérsejtek és tojások), amikor felszabadulnak a felületi feszültségből, golyó alakúvá válnak és aktivitást veszítenek. . A felületi feszültség lokális változásai fontos szerepet játszanak az idegimpulzusok észlelésének és átadásának folyamatában, a fagocitózisban, a pinocitózisban, a gyomorképződésben, amoeboid mozgásban, és különösen a sejtmembránok permeabilitásában.
