Oberflächenspannung vs. Grenzflächenspannung
Sowohl die Oberflächenspannung als auch die Grenzflächenspannung sind Effekte, die auf Flüssigkeiten beruhen. Beide Effekte treten aufgrund der unausgeglichenen intermolekularen Kräfte zwischen den Flüssigkeits- oder Lösungsmolekülen auf. Wir beobachten diese Effekte im täglichen Leben in Form vieler Ereignisse wie Tröpfchenbildung, Unmischbarkeit von Flüssigkeiten, Kapillarwirkung, Seifenblasen und Weintränen und sogar das Schweben des Wasserläufers. Beide Aktionen spielen eine wichtige Rolle in unseren täglichen Aktivitäten, ohne dass wir überhaupt wissen, dass sie existieren. Zum Beispiel könnten Sie eine Emulsionsmischung nicht mischen, wenn es diese Theorien nicht gäbe.
Oberflächenspannung
Stellen Sie sich eine Flüssigkeit vor, die homogen ist. Jedes Molekül in den zentralen Teilen der Flüssigkeit hat genau die gleiche Kraft, die es nach jeder Seite zieht. Die umgebenden Moleküle ziehen das Zentralmolekül gleichmäßig in alle Richtungen. Betrachten Sie nun ein Oberflächenmolekül. Es hat nur Kräfte, die auf die Flüssigkeit wirken. Die Luft-Flüssigkeits-Haftkräfte sind nicht annähernd so stark wie die Flüssig-Flüssig-Kohäsionskräfte. Die Oberflächenmoleküle werden also zum Zentrum der Flüssigkeit hin angezogen, wodurch eine gepackte Molekülschicht entsteht. Diese Oberflächenschicht aus Molekülen wirkt als dünner Film auf der Flüssigkeit. Wenn wir das reale Beispiel des Wasserläufers nehmen, verwendet er diesen dünnen Film, um sich auf der Wasseroberfläche zu platzieren. Es gleitet auf dieser Ebene. Ohne diese Schicht wäre sie sofort ertrunken. Die Oberflächenspannung ist definiert als die Kraft parallel zur Oberfläche senkrecht zu einer auf der Oberfläche gezeichneten Einheitslängenlinie. Die Einheiten der Oberflächenspannung sind Nm-1. Die Oberflächenspannung wird auch als Energie pro Flächeneinheit definiert. Dies gibt auch Oberflächenspannung neue Einheiten Jm-2.
Grenzflächenspannung
Die Grenzflächenspannung wird nur für nicht mischbare Flüssigkeiten definiert. Wie der Name schon sagt, gilt dies für die Grenzfläche der beiden nicht mischbaren Flüssigkeiten. Die gleiche Theorie der Oberflächenspannung gilt auch hier. Der einzige Unterschied zwischen Grenzflächenspannung und Oberflächenspannung besteht in der Grenzfläche zwischen Flüssigkeit und Flüssigkeit anstelle der Grenzfläche zwischen Flüssigkeit und Luft. Grenzflächenspannung kann verwendet werden, um die Unmischbarkeit dieser beiden Flüssigkeiten zu beschreiben. Betrachten Sie die Grenzfläche zwischen den Flüssigkeiten. Auf die Moleküle auf der ersten Oberfläche wirken Kräfte von der ersten Flüssigkeit und von den Oberflächenmolekülen der zweiten Flüssigkeit und umgekehrt auf sie ein. Wenn die Kraft der ersten Flüssigkeit auf die Oberflächenmoleküle (Kohäsionskräfte) der Kraft der zweiten Oberfläche (Adhäsionskräfte) entspricht, vermischen sich diese beiden Flüssigkeiten. Wenn diese Kräfte ungleich sind, vermischen sich diese Flüssigkeiten nicht.
Unterschied zwischen Oberflächenspannung und Grenzflächenspannung
Der Hauptunterschied zwischen diesen beiden ist der Ort, an dem es auftritt. Die Oberflächenspannung wird für eine einzelne Flüssigkeitsoberfläche definiert, während die Grenzflächenspannung für die Grenzfläche zweier nicht mischbarer Flüssigkeiten definiert wird. Die Oberflächenspannung ist eigentlich eine Ableitung der Grenzflächenspannung, bei der die Kraft von der zweiten Oberfläche vernachlässigbar oder null ist.
