Moleculen in een bulk ervaren een aantrekkingskracht vanuit alle richtingen in een vloeistof. Dit type kracht dat tussen hen optrad, werd de samenhangende aantrekkingskracht genoemd.
Alle moleculen aan het oppervlak van de vloeistof ervaren een netto aantrekkingskracht in de richting van het grootste deel van de vloeistof, dat wil zeggen het centrum. Deze kracht wordt de oppervlaktespanning van de vloeistof genoemd.
En de kracht die de rest van de moleculen in bulk ervaart, werd de grensvlakspanning genoemd zoals deze optreedt op het grensvlak van twee lagen vloeistof in de container.
Key Takeaways
- Grensvlakspanning treedt op op het grensvlak tussen twee niet-mengbare vloeistoffen, terwijl oppervlaktespanning optreedt op het grensvlak tussen een vloeistof en een gas, zoals lucht.
- Grensvlakspanning meet de kracht die nodig is om de twee vloeistoffen te scheiden, terwijl oppervlaktespanning de kracht meet die nodig is om het oppervlak van de vloeistof uit te zetten.
- Zowel grensvlak- als oppervlaktespanning zijn het gevolg van de onbalans van aantrekkingskrachten binnen een vloeistof en aan het oppervlak of grensvlak van de vloeistof.
Grensvlakspanning versus oppervlaktespanning
Het verschil tussen grensvlakspanning en oppervlaktespanning is de plaats waar ze beide plaatsvinden. Oppervlaktespanning treedt op op een enkel vloeistofoppervlak, terwijl grensvlakspanning wordt gedefinieerd als het grensvlak van twee niet-mengbare vloeistoffen of twee stoffen. In feite is oppervlaktespanning de afleiding van grensvlakspanning in het geval dat de kracht van het tweede oppervlak nul of verwaarloosbaar is.
Grensvlakspanning is de eigenschap tussen twee willekeurige stoffen, maar meestal tussen twee niet-mengbare vloeistoffen. Het grensvlak van de stoffen kan vloeistof-vloeistof, vloeistof-vast of vaste-lucht zijn.
Grensvlakspanning is de energiekost per oppervlakte-eenheid die gepaard gaat met het creëren van een grensvlak tussen twee stoffen. Het is een kracht van interactie tussen twee ongelijke moleculen. De adhesiekracht tussen moleculen verklaart het grotendeels.
Aan de andere kant is oppervlaktespanning beperkt tot alleen de oppervlaktemoleculen in de vloeistof. Dit soort aantrekkingskracht kracht is een aantrekkingskracht tussen vloeistof en lucht.
Oppervlaktespanning is een interactiekracht tussen soortgelijke moleculen, dat wil zeggen de moleculen die op elkaar lijken. Deze interactiekracht wordt een cohesieve kracht genoemd. De cohesiekracht tussen de moleculen is in feite verantwoordelijk voor de oppervlaktespanning.
Deze kracht voorkomt dat de vloeibare moleculen van elkaar scheiden.
Vergelijkingstabel
| Parameters van vergelijking: | Grensvlakspanning | Oppervlaktespanning |
|---|---|---|
| Definitie | Eigenschap van vloeistof met gas | Eigenschap tussen twee willekeurige stoffen |
| plaats van optreden | Enkel vloeibaar oppervlak | Het grensvlak van twee niet-mengbare vloeistoffen |
| Type interface | Vloeistof-lucht-interface | Vloeistof-vloeistof, vloeistof-vast, vaste-heer-interface |
| Soort kracht | Cohesieve kracht | Hechtingskracht |
| Kracht van kracht | Grotere kracht | Mindere kracht |
Wat is grensvlakspanning?
Grensvlakspanning is de aantrekkingskracht tussen twee willekeurige stoffen die een grensvlak vormen. De stoffen kunnen van alles zijn, zoals vloeistof-vloeistof, vloeistof-vast of zelfs vaste-lucht.
Het zijn de energiekosten per oppervlakte-eenheid die samenhangen met het creëren van een interface tussen twee niet-mengbare vloeistoffen. De SI-eenheid van de grensvlakspanning is millinewton per meter (mN/m).
Om grensvlakspanning te begrijpen, is het eerst beter om de adhesiekracht te kennen. Adhesiekracht is de interactie tussen, in tegenstelling tot moleculen. Wanneer twee niet-mengbare vloeistoffen met elkaar in contact worden gebracht, wordt de kracht van interactie daartussen de adhesiekracht genoemd.
Adhesiekrachten spelen ook een belangrijke rol wanneer een vloeistof in contact wordt gebracht met een vaste stof.
Grensvlakspanning lijkt sterk op oppervlaktespanning, maar varieert in sommige factoren. Het wordt ook beïnvloed door temperatuur, druk en substraten, net als oppervlaktespanning.
Een van de meest voorkomende voorbeelden van grensvlakkracht is te vinden op het grensvlak van olie en water. Het olie-water grensvlak heeft een hoge grensvlakenergie, terwijl het water-zeep grensvlak een veel lagere grensvlakenergie heeft.
Wat is oppervlaktespanning?
Oppervlaktespanning is de aantrekkingskracht die wordt ervaren door de moleculen die aanwezig zijn op het oppervlak van een vloeistof. De moleculen ervaren een kracht in de richting van het grootste deel van de vloeistof. Deze kracht wordt oppervlaktespanning genoemd. Hierdoor wordt een "film" gevormd, waardoor het moeilijker wordt om een object door het oppervlak of de massa van de vloeistof te bewegen.
De SI-eenheid van oppervlaktespanning is ook millinewton per meter (mN/m).
Oppervlaktespanning is in feite de afleiding van de grensvlakspanning zelf wanneer de kracht van de zijkant van het tweede oppervlak nul of verwaarloosbaar is in vergelijking met de andere kracht. Oppervlaktespanning en grensvlakspanning zijn ook vrij gelijkaardig.
Voor oppervlaktespanning is het ene oppervlak een vloeistof en het andere oppervlak een gas. Zo vormt de overgang van water naar lucht een oppervlak waar oppervlaktespanning in de vloeistof werkt.
In tegenstelling tot grensvlakspanning zijn cohesieve krachten verantwoordelijk voor het optreden van oppervlaktespanning. Cohesieve krachten zijn de kracht van interactie tussen moleculen die op elkaar lijken. Het zijn aantrekkingskrachten die de scheiding van moleculen van het oppervlak weerstaan.
Vaste stoffen hebben bijvoorbeeld zulke sterke, samenhangende krachten dat ze niet aan een andere substantie blijven kleven. Terwijl vloeistoffen ook adhesiekrachten hebben waardoor ze kunnen interageren met andere stoffen.
Belangrijkste verschillen tussen grensvlakspanning en oppervlaktespanning
- Oppervlaktespanning is de kracht van interactie tussen moleculen die op elkaar lijken, terwijl grensvlakspanning de kracht is van interactie tussen, in tegenstelling tot moleculen.
- Oppervlaktespanning treedt op op het grensvlak van vloeistof en lucht, terwijl grensvlakspanning kan optreden tussen het grensvlak van twee stoffen, zoals vloeistof-vloeistof, vloeistof-vaste stof of vaste stof-lucht.
- De oppervlaktespanning is groter dan de grensvlakkracht omdat in de gasfase de cohesiekrachten kleiner zijn dan in de vloeistoffase.
- Oppervlaktespanning is de aantrekkingskracht die wordt ervaren door de oppervlaktemoleculen naar het grootste deel van de vloeistof, terwijl grensvlakspanning de aantrekkingskracht is die wordt ervaren door de moleculen van de twee stoffen aan weerszijden van het grensvlak.
- De cohesiekracht tussen de moleculen veroorzaakt oppervlaktespanning, terwijl grensvlakspanning vergelijkbaar is met de adhesiekracht tussen de bulkmoleculen.
- https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/je034062r
- https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1359029411000276
Laatst bijgewerkt: 26 juli 2023
Ik heb zoveel moeite gestoken in het schrijven van deze blogpost om jou van waarde te kunnen zijn. Het zal erg nuttig voor mij zijn, als je overweegt het te delen op sociale media of met je vrienden/familie. DELEN IS ️
Piyush Yadav heeft de afgelopen 25 jaar als natuurkundige in de lokale gemeenschap gewerkt. Hij is een natuurkundige die gepassioneerd is om wetenschap toegankelijker te maken voor onze lezers. Hij heeft een BSc in natuurwetenschappen en een postdoctoraal diploma in milieuwetenschappen. Je kunt meer over hem lezen op zijn bio pagina.
