La tensione superficiale dellacqua è di circa 72 mN / m a temperatura ambiente, che è una delle più alte tensioni superficiali per i liquidi. Cè solo un liquido con una tensione superficiale più elevata e questo è il mercurio, che è un metallo liquido con una tensione superficiale di quasi 500 mN / m. Il motivo per cui la tensione superficiale del mercurio è così alta sarà evidente anche dopo aver letto questo breve post del blog.
Lalta tensione superficiale dellacqua è causata da forti interazioni molecolari
La tensione superficiale è dovuta alle interazioni coesive tra le molecole nel liquido. Nella maggior parte del liquido, le molecole hanno molecole adiacenti su ciascun lato. Le molecole si tirano lun laltra allo stesso modo in tutte le direzioni causando una forza netta pari a zero. Tuttavia, allinterfaccia, le molecole liquide hanno solo la metà delle molecole liquide vicine rispetto alla maggior parte del liquido. Questo fa sì che la molecola si associ più fortemente con le molecole ai suoi lati e provoca una forza netta verso linterno verso il liquido. Questa forza resiste alla rottura della superficie e viene chiamata tensione superficiale.
Con questa spiegazione in mente, è quindi chiaro che tutti i liquidi avranno le stesse proprietà ma perché la tensione superficiale dellacqua è molto più alta delletanolo per esempio.
Per capire questo dobbiamo pensare ai legami tra le molecole. Come spiegato, la forza coesiva tra le molecole causa la tensione superficiale. Più forte è la forza coesiva, più forte è la tensione superficiale. La molecola dacqua ha due atomi di idrogeno che si legano a un atomo di ossigeno attraverso un legame covalente. A causa dellelevata elettronegatività dellossigeno, avrà una gran parte della carica negativa sul suo lato mentre lidrogeno sarà caricato più positivamente. Ciò provoca unattrazione elettrostatica tra latomo di idrogeno in una molecola e latomo di ossigeno in unaltra. I legami formati sono chiamati legami idrogeno che portano a forti forze coesive tra le molecole dacqua e lalta tensione superficiale dellacqua.
Come accennato allinizio del blog, questo spiega anche perché il mercurio ha una tensione superficiale così alta. Poiché il mercurio è un metallo, i legami tra le molecole sono legami metallici molto più forti dei legami a idrogeno che portano a forze coesive molto elevate e tensione superficiale elevata.
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