العوامل الخافضة للتوتر السطحي

يعرف التوتر السطحي للسائل (بالإنجليزية: Surface Tension of a Liquid) بأنه العامل المؤثر على الطبقة السطحية للسائل، والذي يتسبب بتصرف تلك الطبقة كصفائح مرنة، وهو العامل الرئيسي المسؤول أيضًا عن سير الحشرات على الماء، وعن طفو الأجسام المعدنية الصغيرة على سطح الماء،[١] وتحتاج العديد من التطبيقات العملية إلى تقليل التوتر السطحي للسوائل أو زيادته، ويمكن القيام بذلك من خلال تغيير العوامل التي تؤثر على التوتر السطحي؛ إذ يتأثر التوتر السطحي بالعديد من العوامل التي تؤدي إلى انخفاضه أو زيادته، ومنها ما يأتي:[٢]


الشوائب

قد يؤدي وجود الشوائب إلى خفض التوتر السطحي للسائل في حال كانت الشوائب ذات قابلية قليلة للذوبان، فعلى سبيل المثال؛ يعد الكافور من المواد قليلة الذوبان في الماء، وبالتالي فهو يؤدي إلى خفض التوتر السطحي للماء، ومن الجدير بالذكر بأن الشوائب قد تتسبب أيضًا في رفع التوتر السطحي للسائل، وذلك في حال كانت تمتلك قابلة عالية للذوبان؛ كما هو الحال مع مادة الملح التي تمتلك قدرةً عالية على الذوبان في الماء وبالتالي بهو تزيد من التوتر السطحي له، ومن الأمثلة على الشوائب قليلة الذوبان في السوائل أو الغير قابلة للذوبان والتي تقلل من التوتر السطحي؛ الأوساخ، والشحوم، والزيوت، وما إلى ذلك.[٢]


درجة الحرارة

تؤدي الزيادة في درجة الحرارة إلى خفض التوتر السطحي للسائل، ويعود ذلك إلى تأثير درجات الحرارة المرتفعة على التجاذب الجزيئي بين الجزيئات السائلة، والذي يؤدي إلى ضعفها، وتسمى درجة الحرارة التي يصبح عندها التوتر السطحي للسائل صفرً باسم درجة الحرارة الحرجة لذلك السائل.[٢]


الأكسدة

تؤثر الأكسدة بشكل مباشر على التوتر السطحي للسائل، فمع زيادة التوتر السطحي، تزداد القوى بين الجزيئات، ومن المعروف أن الأكسجين الموجود في الغلاف الجوي يقلل أو يخفض من التوتر السطحي للسوائل المختلفة من خلال أكسدة سطحها.[٣]


المواد الكيميائية

تؤدي إضافة المواد الكيميائية إلى السائل إلى تغيير خصائص التوتر السطحي له، فعلى سبيل المثال، يؤدي وضع الصابون وهو مادة خافضة للتوتر السطحي في الماء؛ إلى تقليل التوتر السطحي له، مما يسمح باختلاط الأوساخ الموجودة على اليدين بسهولة أكبر والتخلص منها بفعالية أكبر.[٣]


أمثلة على التوتر السطحي

يوجد العديد من الأمثلة المتعلقة بالتوتر السطحي، ومنها ما يأتي:[٤]

  • سير الحشرات على الماء، وذلك بسبب التوتر السطحي للماء وبسبب الوزن القليل للحشرات أيضًا.
  • طفو الإبرة على وجه الماء.
  • المواد المستخدمة في صناعة الخيام المضادة للماء، والتي تعمل على سد المسامات الموجودة في الخيمة.
  • مطهرات التوتر السطحي، وهي المطهرات المستخدمة كحلول للتوتر السطحي المنخفض.
  • تنظيف الملابس بالمنظفات والصابون؛ مما يؤدي إلى تقليل التوتر السطحي للماء وتسهيل اختلاط الأوساخ به والتخلص منها بسهولة.
  • تشكل الفقاعات الدائرية؛ حيث يمثل التوتر السطحي جدارًا مناسبًا لتشكيل فقاعات الماء.


المراجع

  1. ↑ "Surface tension", New World Encyclopedia, Retrieved 4/9/2021.
  2. ^ أ ب ت "What are the factors affecting the surface tension of a liquid?", vedantu, 31/8/2021, Retrieved 4/9/2021.
  3. ^ أ ب "What are the Primary Conditions Affecting Surface Tension?", cscscientific, Retrieved 21/10/2021. Edited.
  4. ↑ "Surface Tension", Byjus, Retrieved 4/9/2021.