Yüzey gerilimi
Bizi her zaman büyüleyen bir şey varsa o da Yüzey gerilimi'dir. Çok eski zamanlardan beri Yüzey gerilimi bir çalışma, hayranlık ve tartışma konusu olmuştur. Tarih üzerindeki etkisi, kültür üzerindeki etkisi veya günümüz toplumundaki önemi nedeniyle Yüzey gerilimi akademisyenlerin, profesyonellerin ve meraklıların büyük ilgisini çeken bir konu olmaya devam ediyor. Bu yazıda Yüzey gerilimi ile ilgili tüm yönleri, kökenlerinden modern dünyaya etkisine kadar kapsamlı bir şekilde inceleyeceğiz. Kapsamlı ve zenginleştirici bir analiz yoluyla Yüzey gerilimi hakkındaki bilgimizi ve anlayışımızı genişletmeyi ve hatta belki bizi şaşırtan yeni yönleri keşfetmeyi umuyoruz. Yüzey gerilimi'deki bu büyüleyici yolculukta bize katılın; gizemlerini ve anlamlarını birlikte çözelim. Kaçırma!
Yüzey gerilimi, fizikokimyada bir sıvının yüzey katmanının esnek bir tabakaya benzer özellikler göstermesinden kaynaklanan etkiye verilen addır. Bu etki bazı böceklerin su üzerinde yürümesine olanak verir. Bir gazla bir sıvının ya da birbirleriyle karışmayan iki sıvının temas yüzeyleri gerilmiş esnek bir zara benzer. Bu gerilim likidin serbest yüzüne ait ise buna yüzey gerilimi; iki sıvının sınır yüzeyine ait ise arayüzey gerilimi (yüzeyler arası gerilim) adını alır.
Bu olay kinetik teori yardımıyla açıklanır. Sıvı içerisindeki bir molekül kendini çevreleyen öteki moleküllerin etkisine uğramış olduğundan simetri nedeniyle bu kuvvetlerin bileşkesi sıfırdır. Bunun sonucu olarak molekül hiçbir kuvvetin etkisinde değildir. Ama sıvının yüzeyindeki bir molekül ele alınırsa, buhar fazdaki birim hacme düşen molekül sayısı, sıvı fazdakinden çok daha az olduğundan sıvı yüzeyinde denkleşmemiş kuvvet alanları bulunur ve molekül sıvının içerisine doğru çekilir ve sıvının yüzü gergin bir zar biçimini alır. Yüzey geriliminin etkisi altındaki sıvı yüzeyi, sıvının öteki kısımlarından farklı özellikler taşır.
Bilimsel tanımla; sıvı yüzeyinde birim uzunluğu gergin tutan kuvvete yüzey gerilimi denir. Birimi dyne/cm'dir. Dar tüplerde gözlenen sıvı yükselme ve alçalması olan kapilarite olayının nedeni de yüzey gerilimidir.
Bazı maddelerin yüzey gerilimleri
| Sıvı | Sıcaklık°C | Yüzey Gerilimi, γ |
|---|---|---|
| Asetik asit | 20 | 27.6 |
| Asetik asit (40.1%) + Su | 30 | 40.68 |
| Asetik asit(10.0%) + Su | 30 | 54.56 |
| Aseton | 20 | 23.7 |
| Dietil ether | 20 | 17.0 |
| Ethanol | 20 | 22.27 |
| Ethanol (40%) + Su | 25 | 29.63 |
| Ethanol (11.1%) + Su | 25 | 46.03 |
| Glyserol | 20 | 63 |
| n-Hekzan | 20 | 18.4 |
| Hidroklorik asid 17.7M Sıvı Solüsyon | 20 | 65.95 |
| Izopropanol | 20 | 21.7 |
| Cıva | 15 | 487 |
| Metanol | 20 | 22.6 |
| n-Oktan | 20 | 21.8 |
| Sodyum Klorit 6.0M Sıvı Çözelti | 20 | 82.55 |
| Sakaroz (Şeker) (55%) + Su | 20 | 76.45 |
| Su | 0 | 75.64 |
| Su | 25 | 71.97 |
| Su | 50 | 67.91 |
| Su | 100 | 58.85 |
Yüzey gerilimini etkileyen faktörler
Sıvının sıcaklığının artırılması veya sıvıya deterjan veya sabun gibi etkenlerin karıştırılması yüzey gerilimini azaltır. Yüzey gerilimi düşürülen sıvı içerisine kiri daha rahat almaktadır. Bu yüzden yüzey gerilimi düştükçe daha iyi temizlik yapılabilmektedir.
Ayrıca bakınız
Kaynakça
- ^ Lange's Handbook of Chemistry, 10th ed. pp 1661–1665
