The ciências: O Menisco - Coesão e adesão da água e tensão superficial. (com experimento)

Olá...
Hoje estudando biologia - química na vida - revi algo interessantíssimo e quis trazer aqui para vocês..
um fenômeno físico que ocorre com a água chamado de menisco.

A esquerda um menisco concavo formado pela água,e a direita um menisco convexo formado pelo mercúrio

Primeiramente precisamos entender a nível molecular o que ocorre, você precisa entender o que é coesão e adesão da água. Vamos por partes: A coesão da água é o mesmo que dizer que a água se atrai por ela mesma, ou seja, atração de moléculas do mesmo tipo. A coesão se refere à atração de moléculas por outras moléculas do mesmo tipo e as moléculas de água possuem forças de coesão fortes graças a sua capacidade de formarem ligações de hidrogênio entre si. As forças coesivas são responsáveis pela tensão superficial, a tendência da superfície de um líquido de resistir à ruptura quando colocado sob tensão ou estresse.
Um ótimo exemplo que você pode tomar como experimento é encher um copo de água até a borda quase derramando a água, você pode observar que antes de transbordar, a água assume a forma de um domo acima da borda do copo. Este domo se forma devido às propriedades coesivas das moléculas de água ou da sua tendência em permanecerem ligadas entre si .As forças coesivas são responsáveis pela tensão superficial, a tendência da superfície de um líquido de resistir à ruptura quando colocado sob tensão ou estresse. As moléculas de água na superfície (na interface água - ar) formarão ligações de hidrogênio com suas vizinhas, assim como as moléculas de água no interior do líquido. Entretanto, como de um lado elas estão expostas ao ar, terão menos moléculas de água vizinhas para formar ligações e irão formar ligações mais fortes com as vizinhas que têm. A tensão superficial faz a água formar gotículas esféricas e permite que ela suporte objetos pequenos, como um pedaço de papel ou uma agulha, se forem colocados cuidadosamente sobre sua superfície. - pense nas gotas de orvalho pela manhã, ou gotinhas de água em teias de aranhas.

Crédito da imagem: "Properties of liquids: Figure 2," de OpenStax College (CC BY 4.0). (khan academy)

adesão da água

A água tende a aderir a si mesma, mas em certas circunstâncias tende a unir-se a outros tipos de moléculas. Adesão é a atração das moléculas de um tipo por moléculas de outro tipo, e ela pode ser bem forte no caso da água, especialmente com moléculas que têm carga positiva ou negativa. Por exemplo, a adesão permite que a água "escale", suba, em tubos finos de vidro (chamados tubos capilares) colocados num béquer com água. Esse movimento para cima, contra a gravidade, conhecido como ação capilar, depende da atração entre as moléculas de água e as paredes do tubo de vidro (adesão), bem como das interações entre as moléculas de água (coesão).

As moléculas de água são mais fortemente atraídas pelo vidro que pelas outras moléculas de água (porque as moléculas de vidro são mais polares ainda que as de água). Você pode ver na imagem abaixo: a água eleva-se mais onde ela entra em contato com as bordas do tubo e fica mais baixa no meio. A superfície curva formada por um líquido num cilindro ou tubo, é chamada de menisco.

Imagem da internet

Agora você me pergunta: - Okay, entendi porque ocorre esse fenômeno com água e porque ela forma um menisco concavo. Então,porque o mercúrio forma um menisco convexo?

-Simples meu caro Watson, a coesão é mais forte no mercúrio, isto é, a atração de moléculas do mesmo tipo, com isso em mente, podemos observar que o mercúrio é mais atraído por ele mesmo do que pelo vidro do tubo de ensaio. :)

Agora, você pode me fazer mais uma pergunta, do tipo: -Por que as forças de coesão e adesão são importantes para a vida?

-Porque elas desempenham um papel importante em muitos processos biológicos baseados na água, incluindo o movimento d´água para o topo das árvores e a drenagem das lágrimas dos dutos lacrimais nos cantos dos seus olhos.

Obs: Tome como segundo experimento :

Você precisara de um tubo de ensaio - que varia o preço entre R$ 10,75 a R$ 35,42
coloque até certo nível de água -aproximadamente (dependendo do seu tubo de ensaio) 20 ml alguns vem sem indicadores de ml, então você pode fazer duas coisas : colocar água até a metade, ou usar um medidor de líquidos.
Após isso observe a água e você estará vendo um menisco !!