Павярхоўнае нацяжэнне: агульныя звесткі і біялагічнае значэнне

Паміж малекуламі вадкасці існуюць сілы счаплення, розныя для паверхневых і глыбінных (унутраных) пластоў. Малекулы, якія знаходзяцца на павярхоўным пласце, атрымліваюць аднабаковы прыцягненне з боку глыбінных слаёў, а ў глыбінных пластах сілы прыцягнення паміж малекуламі ўзаемна ўраўнаважваюцца. Малекулы павярхоўнага пласта прыцягваюцца малекуламі паветра і пары менш, іх раўнадзейная сіла накіравана ўніз, і павярхоўны пласт малекул як бы ўцягваецца глыбіннымі пластамі. Павярхоўнае нацяжэнне ў сваю чаргу залежыць ад прыроды вадкасці і межавых асяроддзяў, навакольнага тэмпературы, наяўнасці ў вадкасцях прымешак і т. Д.

Каб павялічыць паверхню вадкасці, варта правесці пэўную работу, накіраваную супраць сіл паверхневага нацяжэння. Ад значэння каэфіцыента павярхоўнага нацяжэння залежыць памер кропель, меніск, велічыня бурбалак газу, які праходзіць праз вадкасць, змочвальнасці і несмачиваемость вадкасцю паверхні цвёрдага цела і інш.

Сіла паверхневага нацяжэння таксама залежыць ад ціску пара над вадкасцю: чым больш пара, тым менш велічыня ўнутранага ціску вадкасці. Калі вадкасць мяжуе з паветрам, то малекулы яе паверхневага слоя амаль не падвяргаюцца сілам прыцягнення з боку газападобнай фазы. У тых выпадках, калі ціск пара над вадкасцю ўзрастае, яе павярхоўнае нацяжэнне будзе меншы. Такім чынам, малекулы павярхоўнага пласта не ўраўнаважаны, а таму сістэма на паверхні падзелу фаз заўсёды мае пэўны лішак свабоднай энергіі. Пры ўсіх іншых аднолькавых умовах гэты лішак тым больш, чым вялікая паверхню. Згодна з другім законе тэрмадынамікі, сістэма імкнецца паменшыць ўнутраную энергію. Таму працэс змяншэння паверхні падзелу з'яўляецца працэсам самастойным. Менавіта таму вадкасць, на якую не дзейнічаюць ніякія сілы, утворыць форму шара, паколькі такая форма пры пэўным аб'ёме мае найменшую паверхню.

На велічыню павярхоўнага нацяжэння ўплывае і велічыня вуглевадароднай радыкала рэчывы. Так, калі ўзяць некалькі карбонавых кіслот аднаго і таго ж Гамалагічны шэрагу (НСООН, СН3СООН, С2Н5СООН, С3Н7СООН), то павярхоўнае нацяжэнне іх памяншаецца па меры падаўжэння карбоновой ланцуга - у 3,2 разы на кожную групу СН2.

Наяўнасць прымешак розных рэчываў у вадкасцях ўплывае на велічыню павярхоўнага нацяжэння. Шматлікія рэчывы, галоўным чынам арганічныя, паніжаюць павярхоўнае нацяжэнне. Такія злучэнні называюцца павярхоўна-актыўнымі (вавёркі, жоўцевыя кіслоты, мыла, спірты, альдэгіды, складаныя эфіры, кетоны, танниды і інш.). Рэчывы, наяўнасць якіх істотна не ўплывае на павярхоўнае нацяжэнне, называюцца павярхоўна-инактивными (фруктоза, глюкоза, крухмал і інш.). Памяншэнне павярхоўнага нацяжэння мае вялікае значэнне ў працэсах ўсмоктвання вадкіх пажыўных рэчываў эпітэліем слізістай абалонкі кішак. Так, тлушчы і іншыя ліпіды у харчовай канал паступаюць у выглядзе кропель. Гэтыя кроплі эмульгируются жоўцю ў тонкай кішцы і пасля гэтага становяцца даступнымі для гідралітычнай расшчаплення ліпазу і іншымі липолитическими ферментамі. Даданне да вадкасцям павярхоўна-актыўных рэчываў павялічвае іх здольнасць змочваць апрацоўваную паверхню. Пры выкарыстанні інсектыцыдаў часта дадаюцца мыла, што дазваляе ім добра кантактаваць з паверхняй цела казурак і аказваць інсектыцыдным дзеянне.

Павярхоўнае нацяжэнне вадкасці: метады яго вызначэння

Існуе шэраг метадаў вызначэння павярхоўнага нацяжэння: сталагмометрический, па вышыні ўзняцця вадкасці ў капіляры, найбольшага ціску ў бурбалках, па адрыву кольца.

Часцей за ўсё выкарыстоўваецца сталагмометрический метад, заснаваны на выкарыстанні адмысловага прыбора - сталагмометра. Ён уяўляе сабой капілярную трубку з верхняй і ніжняй пазнакамі і пашырэннем. У сталагмометр набіраецца вада да пазнакі, пасля чаго яна выпускаецца і падлічваецца лік кропель. Пасля чаго тое ж самае прарабляецца і з доследнай вадкасцю. Пры дзеянні сіл паверхневага нацяжэння якая вынікае вадкасць і вада прымаюць выгляд шарападобных кропель.

Павярхоўнае нацяжэнне ў жыцці арганізмаў

Павярхоўнае нацяжэнне з'яўляецца адным з фактараў, якія вызначаюць форму клеткі і яе частак. Клетка - элементарная часціца жывой матэрыі, з якой складаецца арганізм чалавека, жывёл і раслін. Для клетак, у якіх трывалая і цвёрдая паверхню (расліны, мікраарганізмы), значэнне павярхоўнага нацяжэння невяліка. Большасць клетак арганізма жывёлы мае форму, блізкую да сферычнай. Малое павярхоўнае нацяжэнне дазваляе клеткам лёгка ізалявацца адна ад іншай. Форма клетак, прымацаваных да іншых клетак або да субстрату, залежыць ад іншых фактараў - іх Цыташкілет, адукаванага комплексам мембран, кантактных структур і інш. Асобныя віды клетак (напрыклад, лейкацыты і яйкаклеткі) пры вызваленні ад дзеяння павярхоўнага нацяжэння набываюць форму шара і губляюць актыўнасць . Лакальным зменам павярхоўнага нацяжэння належыць важная роля ў працэсах ўспрымання і перадачы нервовых імпульсаў, у фагацытоз, пиноцитозе, гаструляции, амебоидном руху і, асабліва, у пранікальнасці клеткавых мембран.