§ 3. Водна поверхня

Пригадайте

Поняття про поверхневий натяг

Чому комахи можуть ходити по воді? Чому мильною водою прати набагато ефективніше? Відповіді на ці запитання пов’язані з особливостями поверхні рідин.
Силу, яка зумовлює стягування поверхні рідини, називають поверхневим натягом. Поверхневий натяг можна спостерігати в будь-якій рідині: спирті, бензині тощо. Вода — рідина, у якої поверхневий натяг найбільший, за винятком рідкої ртуті.

Завдання 1

Де ми стикаємося з поверхневим натягом?

Окрім виникнення меніска на поверхні рідини, ми доволі часто стикаємося з іншими проявами поверхневого натягу.

Якщо краплина води опиняється у стані невагомості, то вона може існувати й без посудини — літати в повітрі. У цьому разі через поверхневий натяг рідина максимально зменшує площу поверхні й краплина набуває форми кулі. Те саме стосується й мильних бульбашок. Силою поверхневого натягу роса збирається в кулеподібні краплі й утримується на поверхні листя або на павутинні.

Завдання 2

Гідрофобні та гідрофільні речовини

Пригадайте свої відчуття, коли ви торкаєтеся свічки. Чи такі самі будуть відчуття, якщо торкатися скла? Певна річ, у скла й свічки багато різних властивостей. Проте одна з них суттєво визначає, як ці тіла відчуватимуться на дотик. Парафін зі свічки, бензин, олія тощо — це гідрофобні речовини (від грец. hydro — вода, phobos — страх). Такі речовини відштовхують воду, вони зазвичай жирні на дотик. А от цукор, сіль, скло тощо — гідрофільні речовини (від грец. hydro — вода, philia — любов).
Поверхню гідрофобних і гідрофільних речовин дуже легко відрізнити, якщо на них потрапить краплина води.

Повітря — це також гідрофобне середовище. На поверхні деяких матеріалів трапляються малесенькі ворсинки, які втримують невеличкі пухирці повітря. Краплини води на таких поверхнях поводять себе, як на гідрофобній поверхні.

Характер поверхні посудини також зумовлює форму меніска на поверхні рідини.

Завдання 3

Водна поверхня та прання

Можливо, вам доводилося прати речі. Якщо речовина розчинна у воді, то пляму від неї легко відіпрати навіть без зусиль і застосування спеціальних засобів. А от жирні плями звичайною водою відіпрати неможливо.

Жироподібні речовини переважно гідрофобні, вони не змочуються водою, тому звичайна вода не може їх змити. Інша справа — використання мила або будь-якого іншого мийного засобу.

У різних мийних засобів є спільна ознака — вони містять речовини з особливими молекулами. У цих молекулах поєднані гідрофільна та гідрофобна частини. Невелику гідрофільну частину називають «головкою», а довгу гідрофобну — «хвостом».

Такі речовини називають поверхнево-активними речовинами (скорочено ПАР), тому що вони зменшують поверхневий натяг води.

Тому розчин мила або прального порошку вже не виявляє властивостей води, пов’язаних з її великим поверхневим натягом: поверхнею мильного розчину не зможуть бігати комахи та інше.
Через наявність ПАР мильна вода також легко утворює піну та видаляє брудні плями.

Завдання 4

Підсумуємо

Завдання 5

Завдання 6

ЗАВДАННЯ ДО ПАРАГРАФА