Səthi gərginlik mayenin səth sahəsini vahid sahəyə artırmaq üçün lazım olan enerjidir. Bu qüvvələr mayenin təbiətindən (məsələn, su ilə benzinlə) və ya tərkibindəki məhlullardan (məsələn, yuyucu vasitə kimi səthi aktiv maddələrdən) asılı olaraq dəyişdiyi üçün hər məhlulun fərqli səthi gərginlik qiymətləri var.
Bir misala baxaq: hər dəfə bir stəkan su demək olar ki, ağzına qədər doldurulduqda, stəkandakı suyun səviyyəsinin əslində stəkanın hündürlüyündən yüksək olduğunu müşahidə etmək olar. Tökülən suyun səthdən yuxarı qalxan gölməçələr əmələ gətirdiyini də görə bilərsiniz. Təsvir edilən iki hadisə səthi gərginliklə bağlıdır .
Daha intuitiv olaraq, səthi gərginlik mayenin mümkün qədər az səth sahəsini tutmaq meylidir. Bu tendensiya kapilyar hərəkətdə və ya kapilyar hərəkətdə əsas amildir . Kapilyar hərəkət molekullar arasındakı birləşmə qüvvələrinin nəticəsidir, yəni molekulların bir yerdə qalma və bir-birinə yapışma meylidir.
Birləşmə qüvvələri və yapışma qüvvələri
Birləşmə qüvvələri və yapışma qüvvələri səthi gərginliklə çox bağlıdır . Bu qüvvələr maddələrin kütləsi olduqda meydana çıxır, yəni makroskopik xüsusiyyətlərdir, ona görə də ayrı-ayrı atomları və ya molekulları nəzərə alanda işə düşmürlər.
- Birləşmə qüvvələri . Onlar molekulları bir yerdə saxlayan qüvvələrdir. Birləşən qüvvələr güclü olarsa, maye səthdə damcı əmələ gətirməyə meyllidir.
- Yapışma qüvvələri . Bunlar mayenin molekulları ilə səth arasında təsir göstərən qüvvələrdir. Əgər yapışma qüvvələri güclüdürsə, maye səthə yayılmağa meyllidir.
Beləliklə, birləşmə qüvvələri yapışma qüvvələrindən daha güclü olarsa, maye öz formasını qoruyacaq, əksinə baş verərsə, maye yayılacaq və bununla da onun səthi artır. Mayenin səthini artıran hər hansı bir maddəyə əlavə olunan hər hansı bir maddə nəmləndirici adlanır.
Nəmləndiricilər mayenin səthi gərginliyini azaldan və onun damcı şəklində səthə yayılmasına səbəb olan, sözügedən mayenin dispersiya qabiliyyətini artıran maddələrdir.
molekulyar perspektiv
Su nümunəsində iki növ molekul var: nümunənin xaricində olanlar (xarici molekullar) və daxili molekullar (daxili molekullar). Daxili molekullar ətrafındakı bütün molekullara, xarici molekullar isə yalnız səthdəki digər molekullara və onların altındakı molekullara cəlb olunur. Bu, daxili molekulların enerji vəziyyətini xarici molekullardan daha az intensiv edir. Beləliklə, molekullar minimum səth sahəsini saxlayır, bu da daha çox molekulun daha aşağı enerji vəziyyətinə malik olmasına imkan verir. Bu fenomen səthi gərginliyin nəticəsidir və onun mövcudluğunu yoxlamaq üçün ən yaxşı yollardan biridir.
Su molekulları suyun qütb xüsusiyyətinə görə bir-birini cəlb edir. Hidrogen ucları müsbət, oksigen ucları isə mənfidir və onlar müsbət hidrogenlərlə mənfi oksigenləri birləşdirir. Bu molekullararası bağları qırmaq üçün müəyyən miqdarda enerji lazımdır ki, bu da məhz səthi gərginlikdir. Eyni şey digər mayelərə, hətta yağ kimi hidrofobik olanlara da aiddir . Mayedə hərəkət edən digər qüvvələr də var, məsələn, mayenin molekulları arasında təsir göstərən Van der Waals qüvvələri.
Su misalına davam etsək, onun səthi gərginliyi çox yüksəkdir. əslində suyun səthi gərginliyi suyun özündən daha sıx olan materialların onun üzərində üzməsinə səbəb ola bilər. Səthi gərginlikləri sayəsində müəyyən orqanizmlər sözün əsl mənasında suyun üstündə gəzə bilirlər. Buna misal olaraq, su molekullarının molekullararası qüvvələri və ağcaqanadın çəkisi ayaqları arasında paylandığı üçün səthi boyunca keçə bilən su ağcaqanadını və ya çəkməçini göstərmək olar. Səthi gərginlik təbiətdə daim gördüyümüz damcıların əmələ gəlməsinə də imkan verir.
Səthi Gərginliyin Digər Nümunələri
Spirtli içki, etanol və suyun müxtəlif səthi gərginlik dəyərləri arasındakı qarşılıqlı təsir və spirtin su ilə müqayisədə daha sürətli buxarlanması səbəbindən şüşədə kiçik yivlər əmələ gətirir.
Neft və su bir-birindən ayrılır, çünki bu mayelərin səthi gərginliyi fərqlidir. Bu vəziyyətdə termin “interfeys gərginliyi” dir, lakin bu, sadəcə olaraq iki maye arasında səthi gərginliyin bir növüdür.
