Na pewno każdy z nas miał kiedyś styczność ze sprzątaniem tłustych plam na naczyniach, ubraniu lub podłodze. Ze swojego doświadczenia doskonale wiesz, że plamy po oleju lub innym tłuszczu nie da się wyczyścić samą wodą. Jednak dodanie odrobiny płynu do mycia naczyń sprawia, że plama znika w kilka chwil. Co takiego zawierają w sobie detergenty, że można usunąć plamy z tłuszczu? Sprawdź ten artykuł i zobacz, co ze sprzątaniem ma wspólnego napięcie powierzchniowe cieczy.
Czym jest napięcie powierzchniowe cieczy?
Usunięcie plam z tłuszczu nie jest możliwym zadaniem, jeśli do dyspozycji mamy jedynie wodę oraz ścierkę. Jedynym efektem naszych starań jest roztarcie plamy, przez co jest ona jeszcze większa. Jednak w momencie, w którym dodamy odrobiny płynu do mycia naczyń lub użyjemy inne profesjonalne środki czyszczące, sytuacja diametralnie zmienia się. Co sprawia, że odrobina detergentu zmienia proces usuwania tłustych plam?
Odpowiedzialne jest za to tzw. napięcie powierzchniowe cieczy, które jest rezultatem oddziaływania na siebie cząsteczek cieczy. Zjawisko to występuje na styku powierzchni cieczy wraz z inną cieczą, gazem lub ciałem stałym, przez co na powierzchni tworzy się niewidzialna „błona”, która jest bardzo sprężysta (dlatego też na powierzchni wody może utrzymać kwiat, a nawet moneta). Utrudnione zanurzanie w cieczy ciał, które nie są podatne na zwilżanie tą cieczą, to tylko jeden z efektów tego zjawiska. Siła napięcia powierzchniowego, grawitacja oraz siła aerodynamiczna mają też swoje odzwierciedlenie w naturze – to właśnie współistnienie tych trzech zjawisk nadaje spadającym kroplom deszczu kształt w momencie spadania w powietrzu.
Oczywiście, całe to zjawisko można zapisać też odpowiednim wzorem.
σ – miara napięcia powierzchniowego
W – praca
S – powierzchnia
Napięcie powierzchniowe cieczy liczy się w jednostkach pracy na powierzchnię (J/m2) albo też siły na jednostkę długości (N/m).
Co napięcie powierzchniowe wody ma wspólnego z procesem usuwania brudu?
Aby wyjaśnić, na jakiej zasadzie działa napięcie powierzchniowe wody w procesie usuwania brudu, najlepiej opisać to na konkretnym przykładzie. Weźmy pod lupę codzienną czynność, jaką jest mycie naczyń. W momencie, w którym myjesz tłusty talerz samą wodą, to ciecz jedynie spłynie po talerzu, a powierzchnia naczynia nie zmieni się i nadal pozostanie tłusta. Dzieje tak się, ponieważ napięcie powierzchniowe wody powoduje, że woda jedynie „ślizga się” po naczyniu. W momencie, w którym dodasz płyn, proszek lub inny preparat struktura cząsteczek wody zmienia się i napięcie powierzchniowe wody zmniejsza się, a cząsteczki środka myjącego łączą się z cząsteczkami tłuszczu. Efektem tego połączenia jest umyty talerz.