표면장력

표면장력 ]

① 표면장력

      액체가 표면적을 가능한 한 작게 하려는 힘

② 표면장력이 나타나는 이유

      액체 내부의 분자들은 다른 분자들에 의해 모든 방향으로 인력을 받으나, 액체 표면에 있는 분자들은 위쪽으로는 인력이 작용할 수 없어서 액체 내부로만 받는다. 따라서 액체는 표면에 있는 분자의 수를 최소화 하려고 하게 된다.

[ 물의 표면장력 ]

액체의 표면 장력은 분자 사이에 작용하는 인력에 의해 생기는 것으로 분자 사이에 작용하는 인력이 큰 물질일수록 표면 장력이 커진다. 그런데 물 분자는 분자 사이의 수소 결합으로 인해 분자 사이의 인력이 다른 액체 물질에 비해 매우 강하다. 따라서 물의 표면 장력도 다른 액체 물질보다 훨씬 커서 물방울이 둥근 모양을 한다.

[수소결합]

전기 음성도(공유 전자쌍을 끌어당기는 힘)가 큰 F, O, N 등의 원자와 다른 분자의 수소 원자 사이에 생기는 결합으로, HF, H₂O , NH₃등이 수소 결합을 한다. 수소 결합은 원자 사이에 이루어지는 화학 결합이 아니라 분자 사이에 작용하는 강한 인력이다.

[계면활성제 (= 표면활성제) ]

계면에 흡착하여 그 표면 장력을 감소시키는 물질. 대표적인 예로 비누가 있다.

친유성의 기와 친수성의 기가 동시에 들어있는 물질이다.

물과 에탄올의 표면장력 차이 비교.

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[ 물의 표면장력 실험 ]

실험과정

- 거름종이로 별 모양을 만든 뒤 별 날개의 왼쪽에 수정액을 칠한다.

- 종이 별을 수조 물 위에 띄운다

- 종이 별의 중심에 에탄올을 3~4방울 떨어뜨린다.

실험결과

- 정지해있던 별이 시계 반대 방향으로 회전한다

실험정리

- 거름종이 중앙에 떨어뜨린 에탄올은 수정액이 칠해진 부분을 제외한 모든 종이에 흡수된다. 따라서, 수정액이 칠해지지 않은 날개 부분은 에탄올과 물이 만나게 되고, 계면활성제 역할을 하는 에탄올이 닿은 곳의 물은, 혼합되지 않은 곳의 물보다 표면장력이 약해져서 별이 반시계 방향으로 회전하게 된다.