Meniskus adalah kelengkungan permukaan cairan. Ini juga merupakan permukaan bebas cairan pada antarmuka cairan-udara. Cairan dicirikan dengan memiliki volume tetap, menjadi sedikit kompresibel.
Namun, bentuk cairan bervariasi dengan mengadopsi bentuk wadah yang menampungnya. Ciri-ciri ini disebabkan oleh pergerakan acak dari molekul-molekul yang membentuknya.
Sumber: Jleedev melalui Wikipedia.
Cairan memiliki kemampuan untuk mengalir, densitas tinggi , dan berdifusi dengan cepat ke cairan lain yang dapat bercampur. Mereka menempati area terendah dari wadah dengan gravitasi, meninggalkan permukaan bebas yang tidak sepenuhnya datar di bagian atas. Dalam beberapa keadaan mereka dapat mengambil bentuk khusus seperti tetes, gelembung dan gelembung.
Sifat-sifat cairan seperti titik leleh, tekanan uap, viskositas, dan panas penguapan bergantung pada intensitas gaya antarmolekul yang memberikan kohesi pada cairan.
Namun, cairan juga berinteraksi dengan wadah melalui gaya adhesi. Meniskus kemudian muncul dari fenomena fisik ini: perbedaan antara kekuatan kohesi antara partikel-partikel cairan, dan gaya adhesi yang memungkinkan mereka membasahi dinding.
Apa itu meniskus?
Seperti yang baru saja dijelaskan, meniskus adalah hasil dari berbagai fenomena fisik, di antaranya tegangan permukaan cairan juga dapat disebutkan.
Gaya kohesi
Gaya kohesi adalah istilah fisika yang menjelaskan interaksi antarmolekul dalam cairan. Dalam kasus air, gaya kohesi disebabkan oleh interaksi dipol-dipol dan ikatan hidrogen .
Molekul air bersifat bipolar. Hal ini disebabkan oleh fakta bahwa oksigen dalam molekul bersifat elektronegatif karena memiliki keserakahan yang lebih besar untuk elektron daripada hidrogen, yang menentukan bahwa oksigen bermuatan negatif dan hidrogen bermuatan positif.
Ada daya tarik elektrostatik antara muatan negatif dari satu molekul air, yang terletak di oksigen, dan muatan positif dari molekul air lain, yang terletak di hidrogen.
Interaksi ini dikenal sebagai interaksi atau gaya dipol-dipol, yang berkontribusi pada kohesi cairan.
Gaya adhesi
Di sisi lain, molekul air dapat berinteraksi dengan dinding kaca, dengan mengisi sebagian atom hidrogen dari molekul air yang mengikat kuat atom oksigen di permukaan kaca.
Ini merupakan gaya adhesi antara cairan dan dinding kaku; bahasa sehari-hari dikatakan bahwa cairan membasahi dinding.
Ketika larutan silikon ditempatkan di permukaan kaca, air tidak sepenuhnya meresap ke dalam kaca, tetapi tetesan terbentuk di kaca yang mudah dihilangkan. Dengan demikian, ditunjukkan bahwa dengan perlakuan ini gaya adhesi antara air dan kaca berkurang.
Kasus yang sangat mirip terjadi ketika tangan berminyak, dan ketika dicuci dengan air, tetesan yang sangat jelas terlihat pada kulit, bukan pada kulit yang lembab.
Jenis meniskus
Ada dua jenis meniskus: cekung dan cembung. Pada gambar, cekung adalah A, dan cembung adalah B. Garis putus-putus menunjukkan flush yang benar saat membaca pengukuran volume.
Cekung
Sumber: Cutler melalui Wikipedia.
Meniskus cekung dicirikan bahwa sudut kontak yang dibentuk oleh dinding kaca dengan garis singgung meniskus dan, yang dimasukkan ke dalam cairan, memiliki nilai kurang dari 90º. Jika sejumlah cairan ditempatkan pada kaca, itu cenderung menyebar ke permukaan kaca.
Adanya meniskus cekung menunjukkan bahwa gaya kohesi di dalam cairan lebih kecil daripada gaya lekat dinding kaca cair.
Oleh karena itu, cairan membasahi atau membasahi dinding kaca, menahan sejumlah cairan dan memberikan meniskus bentuk cekung. Air merupakan salah satu contoh zat cair yang membentuk meniskus cekung.
Cembung
Dalam kasus meniskus cembung, sudut kontak memiliki nilai lebih besar dari 90º. Merkuri adalah contoh zat cair yang membentuk menisci cembung. Ketika setetes air raksa ditempatkan pada permukaan kaca, sudut kontak memiliki nilai 140º.
Pengamatan meniskus cembung menunjukkan bahwa gaya kohesi cairan lebih besar daripada gaya adhesi antara cairan dan dinding kaca. Cairan tersebut dikatakan tidak membasahi kaca.
Kekuatan permukaan kohesi (cair-cair) dan adhesi (cair-padat) bertanggung jawab atas banyak fenomena yang menarik secara biologis; seperti kasus tegangan permukaan dan kapilaritas.
Tegangan permukaan
Tegangan permukaan adalah gaya tarik total yang diberikan pada molekul cairan yang ada di permukaan dan cenderung memasukkannya ke dalam cairan.
Oleh karena itu, tegangan permukaan cenderung menyatukan cairan dan memberi mereka meniskus yang lebih cekung; Atau dengan kata lain: gaya ini cenderung menghilangkan permukaan cairan dari dinding kaca.
Tegangan permukaan cenderung menurun dengan meningkatnya suhu, misalnya: tegangan permukaan air sama dengan 0,076 N/m pada 0 °C dan 0,059 N/m pada 100 °C.
Sedangkan tegangan permukaan air raksa pada suhu 20 C adalah 0,465 N/m. Ini akan menjelaskan mengapa merkuri membentuk menisci cembung.
Kapilaritas
Jika sudut kontak kurang dari 90º, dan cairan membasahi dinding kaca, cairan di dalam kapiler kaca dapat naik ke kondisi setimbang.
berat dari kolom cairan dikompensasi oleh komponen vertikal dari gaya kohesi karena tegangan permukaan. Gaya adhesi tidak ikut campur karena tegak lurus dengan permukaan tabung.
Hukum ini tidak menjelaskan bagaimana air dapat naik dari akar ke daun melalui pembuluh xilem.
Sebenarnya ada faktor lain yang ikut campur dalam hal ini, misalnya: air yang menguap di daun memungkinkan molekul air di bagian atas kapiler tersedot.
Hal ini memungkinkan molekul lain di dasar kapiler naik untuk menggantikan molekul air yang menguap.
Referensi
- Ganong, WF (2002). Fisiologi Medis. 2002. Edisi ke-19. Pedoman Redaksi Moderno.
- Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). Kimia. (edisi ke-8). CENGAGE Belajar.
- Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (4 Agustus 2018). Cara Membaca Meniskus dalam Kimia. Dipulihkan dari: thoughtco.com
- Wikipedia. (2018). Meniskus (cair). Dipulihkan dari: en.wikipedia.org
- Friedl S. (2018). Apa itu Meniskus? Belajar. Diperoleh dari: study.com
- Tegangan permukaan. Dipulihkan dari: chem.purdue.edu