Tegangan permukaan: informasi umum dan signifikansi biologis

ada kekuatan kopling yang berbeda untuk permukaan dan dalam (internal) antara lapisan molekul cair. Molekul dalam lapisan permukaan disiapkan tarik sisi dari lapisan yang mendasari dan lapisan dalam kekuatan tarik antara molekul saling seimbang. Molekul-molekul lapisan permukaan tertarik oleh molekul udara dan sepasang yang lebih kecil, gaya resultan mereka diarahkan ke bawah, dan lapisan permukaan molekul seperti yang ditarik lapisan dalam. tegangan permukaan, pada gilirannya, tergantung pada sifat dari cairan dan lingkungan batas, suhu lingkungan, kehadiran kotoran dalam cairan, dan sebagainya. D.

Untuk meningkatkan permukaan cairan harus melakukan beberapa pekerjaan melawan kekuatan tegangan permukaan. Dari nilai-nilai tegangan permukaan tergantung pada ukuran tetesan, meniskus, jumlah gelembung gas melewati cairan, keterbasahan dan anti-keterbasahan dari permukaan cairan yang solid dan lain-lain.

Permukaan gaya tarik juga tergantung pada tekanan uap di atas cairan: semakin tinggi uap, semakin kecil tekanan fluida internal. Jika cairan berbatasan dengan udara, molekul lapisan permukaannya hampir tidak tunduk pada kekuatan gravitasi dari fase gas. Dalam kasus-kasus di mana tekanan uap di atas cairan meningkat, tegangan permukaan akan kurang. Dengan demikian, molekul-molekul lapisan permukaan tidak seimbang, dan oleh karena itu sistem pada antarmuka selalu kelebihan energi bebas tertentu. Dengan semua kondisi lain yang sama, surplus lebih besar dari area permukaan besar. Menurut hukum kedua termodinamika, sistem cenderung mengurangi energi internal. Oleh karena itu, proses mengurangi antarmuka proses independen. Itulah sebabnya cairan yang tidak ditindaklanjuti oleh kekuatan apapun, membentuk bentuk bola, karena bentuknya seperti memiliki permukaan setidaknya pada jumlah tertentu.

Besarnya pengaruh tegangan permukaan dan jumlah zat radikal hidrokarbon. Jadi, jika kita mengambil lebih banyak asam karboksilat dari seri homolog yang sama (HCOOH, CH3COOH, S2N5SOON, S3N7SOON), tegangan permukaan menurun sebagai karboksilat rantai perpanjangan mereka - 3,2 kali untuk masing-masing kelompok CH2.

Kehadiran kotoran dari berbagai zat dalam cairan tubuh mempengaruhi besarnya tegangan permukaan. Banyak zat, terutama organik, menurunkan tegangan permukaan. Senyawa-senyawa tersebut disebut surfaktan (protein, asam empedu, sabun, alkohol, aldehida, ester, keton, tanin, dll). Zat yang kehadirannya tidak signifikan mempengaruhi tegangan permukaan disebut permukaan-aktif (fruktosa, glukosa, pati, dll). Pengurangan tegangan permukaan sangat penting dalam proses penyerapan nutrisi cair epitel mukosa usus. Dengan demikian, lemak dan lipid lainnya dalam saluran makanan yang diterima dalam bentuk tetesan. tetesan ini diemulsikan dengan empedu ke dalam usus kecil dan setelah itu menjadi tersedia untuk pembelahan hidrolitik dari lipase dan enzim lipolitik lainnya. Menambah cairan surfaktan meningkatkan kemampuan mereka untuk membasahi permukaan. Bila menggunakan insektisida sering ditambahkan sabun, yang memungkinkan mereka untuk kontak yang baik dengan permukaan tubuh serangga dan memberikan aktivitas insektisida.

tegangan permukaan cairan: Metode penentuan

Ada beberapa metode untuk menentukan tegangan permukaan: stalagmometrichesky, penyesuaian mengangkat cairan ke kapiler, tekanan terbesar dalam gelembung pemisahan cincin.

Metode stalagmometrichesky yang paling umum digunakan berdasarkan pada penggunaan perangkat khusus - stalagmometry. Ini adalah pipa kapiler memiliki tanda atas dan bawah dan ekstensi. Dalam stalagmometry keluar air untuk menandai, dimana itu dibuang dan menghitung jumlah tetesan. Setelah itu, hal yang sama dilakukan dengan cairan uji. Tindakan kekuatan tegangan permukaan yang dihasilkan cair dan air mengambil bentuk tetes globular.

tegangan permukaan dalam kehidupan organisme

tegangan permukaan adalah salah satu faktor yang menentukan bentuk sel dan bagian-bagiannya. Cage - partikel dasar hidup materi yang membentuk tubuh manusia, hewan dan tumbuhan. Untuk sel yang memiliki permukaan yang kuat dan kaku (tanaman, mikroorganisme), nilai tegangan permukaan rendah. Sebagian besar sel-sel hewan dalam tubuh memiliki bentuk dekat dengan bola. tegangan permukaan rendah memungkinkan sel untuk dengan mudah diisolasi dari satu sama lain. sel formulir terlampir ke sel lain atau substrat, tergantung pada faktor-faktor lain - dari kompleks membran sitoskeleton dibentuk, struktur kontak, dll Berbagai jenis sel (misalnya, leukosit dan telur) untuk rilis dari aksi tegangan permukaan menjadi bentuk bola dan kehilangan aktivitas. . perubahan lokal dalam tegangan permukaan memainkan peran penting dalam persepsi dan transmisi impuls saraf di fagositosis, pinositosis, gerakan amoeboid gastrulasi, dan terutama dalam permeabilitas membran sel.