Tabla de Contenidos
Tegangan permukaan adalah energi yang diperlukan untuk memperbesar luas permukaan suatu cairan per satuan luas. Karena gaya ini bervariasi tergantung pada sifat cairan (misalnya, air versus bensin) atau zat terlarut yang dikandungnya (misalnya, surfaktan seperti deterjen), setiap larutan memiliki nilai tegangan permukaan yang berbeda.
Mari kita lihat sebuah contoh: setiap kali segelas air diisi hampir sampai penuh, terlihat bahwa ketinggian air di dalam gelas sebenarnya lebih tinggi dari ketinggian gelas. Anda juga dapat melihat bahwa air yang tumpah membentuk genangan air yang naik ke atas permukaan. Dua fenomena yang dijelaskan adalah karena tegangan permukaan.
Secara lebih intuitif, tegangan permukaan adalah kecenderungan cairan untuk menempati area permukaan sesedikit mungkin. Kecenderungan ini merupakan faktor kunci dalam aksi kapiler atau gerakan kapiler . Aksi kapiler adalah konsekuensi dari gaya kohesif antar molekul, yaitu kecenderungan molekul untuk tetap bersama dan melekat satu sama lain.
Gaya kohesi dan gaya adhesi
Gaya kohesi dan gaya adhesi sangat terkait dengan tegangan permukaan. Gaya-gaya ini muncul ketika zat memiliki massa, yaitu, mereka adalah sifat makroskopis, sehingga mereka tidak berperan saat memperhitungkan atom atau molekul individu.
- Kekuatan kohesi . Mereka adalah kekuatan yang menyatukan molekul. Jika gaya kohesif kuat, cairan akan cenderung membentuk tetesan di permukaan.
- Kekuatan adhesi . Mereka adalah kekuatan yang diberikan antara molekul cairan dan permukaan. Jika gaya adhesi kuat, cairan akan cenderung menyebar ke seluruh permukaan.
Jadi, jika gaya kohesi lebih kuat dari gaya adhesi, cairan akan mempertahankan bentuknya, tetapi jika terjadi sebaliknya, cairan akan menyebar, sehingga luas permukaannya bertambah. Zat apa pun yang ditambahkan ke cairan yang meningkatkan luas permukaannya disebut zat pembasah.
Zat pembasah adalah zat yang mengurangi tegangan permukaan cairan dan menyebabkannya menyebar dalam bentuk tetesan di permukaan, meningkatkan kapasitas dispersi cairan tersebut.
perspektif molekuler
Dalam sampel air ada dua jenis molekul: yang berada di luar sampel (molekul luar) dan yang ada di dalam (molekul dalam). Molekul bagian dalam tertarik ke semua molekul di sekitarnya, sedangkan molekul bagian luar hanya tertarik ke molekul lain di permukaan dan di bawahnya. Hal ini membuat keadaan energi molekul interior kurang kuat dibandingkan dengan molekul eksterior. Dengan demikian, molekul mempertahankan luas permukaan minimal, yang memungkinkan lebih banyak molekul memiliki keadaan energi yang lebih rendah. Fenomena ini merupakan konsekuensi dari tegangan permukaan, dan salah satu cara terbaik untuk memverifikasi keberadaannya.
Molekul air tertarik satu sama lain karena sifat polar air. Ujung hidrogen positif, sedangkan ujung oksigen negatif, dan mereka berikatan bersama, oksigen negatif dengan hidrogen positif. Untuk memutus ikatan antarmolekul ini diperlukan sejumlah energi, tepatnya tegangan permukaan. Hal yang sama berlaku untuk cairan lain, bahkan yang bersifat hidrofobik , seperti minyak. Ada gaya lain yang bekerja dalam cairan seperti gaya Van der Waals, yang diberikan di antara molekul cairan.
Melanjutkan contoh air, tegangan permukaannya sangat tinggi. sebenarnya, tegangan permukaan air dapat menyebabkan material yang bahkan lebih padat daripada air itu sendiri mengapung di atasnya. Berkat tegangan permukaannya, organisme tertentu benar-benar dapat berjalan di atas air. Contohnya adalah nyamuk air atau pembuat sepatu, yang dapat melintasi permukaannya karena gaya antar molekul molekul air dan karena berat nyamuk didistribusikan di antara kakinya. Ketegangan permukaan juga memungkinkan pembentukan tetesan yang selalu kita lihat di alam.
Contoh Lain dari Tegangan Permukaan
Minuman beralkohol membentuk lekukan kecil di gelas karena interaksi antara nilai tegangan permukaan etanol dan air yang berbeda, dan penguapan alkohol yang lebih cepat dibandingkan dengan air.
Minyak dan air terpisah karena tegangan permukaan cairan ini berbeda. Dalam hal ini, istilahnya adalah “tegangan antarmuka”, tetapi ini hanyalah jenis tegangan permukaan antara dua cairan.
