표면장력 소금(NaCl, 나트륨 이온)

 

'토양입자와 소금(NaCl, 나트륨 이온) https://infos.tistory.com/7147' 구조파괴: Na^+ 이온이 점토 입자를 분산시켜 떼알 구조를 파괴하고 공극을 메운다. 토양 입자가 촘촘하게 뭉쳐 투수성이 사라지고 딱딱하게 굳는다 (홑알 구조화). 표면장력: Na^+이온이 물의 표면장력을 높여 모세관력을 강화한다. 건조 시, 강화된 모세관력이 흙 입자들을 더 강하게 끌어당겨 경화를 심화시킨다.

'수축력 (Contractile Force), 표면장력 (Surface Tension)'

'모세관력(CapillaryForce) https://infos.tistory.com/7142' 모세관력은 액체의 표면장력(수축력)이 좁은 관 (모세관) 내부의 수면을 상승시키거나 하강시키는 힘을 의미. 유리관의 경우, 유리 표면의 부분 음전하를 띤 영역과 물분자의 '부분양전하(delta^+)'를 띤 수소 원자, 이 둘 사이에 정전기적 인력이 작용하여 물 분자의 수소 부분이 유리 표면에 강하게 끌어당겨져 달라붙게 된다. 이 힘이 부착력이며, 물이 유리관 벽을 따라 올라가게 만드는 직접적인 힘이 된다. 식물 '물관(Xylem)'의 벽은 일반적으로 '음전하(-)'를 띠는 것으로 알려져 있다. 이는 유리관이 중성 수용액에서 음전하를 띠는 원리와 유사하다.

 

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D5b10요약 '표면장력 소금(NaCl, 나트륨 이온) https://infos.tistory.com/7146' 나트륨 이온(소금, NaCl)은 물 분자와의 강한 상호작용 때문에 표면장력을 높인다. 물 분자는 극성 분자(H_2O)로, 산소 원자 쪽은 부분적인 음전하를, 수소 원자 쪽은 부분적인 양전하를 띈다. 양전하를 띠는 나트륨 이온(Na^+)은 물 분자의 '음전하 쪽(산소)'과 강하게 '전기적 인력(이온-쌍극자 상호작용)'으로 결합한다. 이 강한 결합력 때문에 Na^+ 이온은 물 분자들을 표면(액체-기체 경계면)이 아닌, '용액 내부(Bulk)'로 더 강하게 끌어당기려는 경향을 보인다. 표면장력 증가.

 

 

나트륨 이온(소금, NaCl 등 이온성 물질의 구성 요소)은 물 분자와의 강한 상호작용 때문에 표면장력을 높이는 경향을 보인다.

 

이온-쌍극자 상호작용 강화

배제 현상 (Surface Depletion): 물 분자는 극성 분자(H_2O)로, 산소 원자 쪽은 부분적인 음전하를, 수소 원자 쪽은 부분적인 양전하를 띈다. 양전하를 띠는 나트륨 이온(Na^+)은 물 분자의 '음전하 쪽(산소)'과 강하게 '전기적 인력(이온-쌍극자 상호작용)'으로 결합한다.
용액 내부로의 끌어당김: 이 강한 결합력 때문에 Na^+ 이온은 물 분자들을 표면(액체-기체 경계면)이 아닌, '용액 내부(Bulk)'로 더 강하게 끌어당기려는 경향을 보인다.
표면장력 증가: 표면의 분자들은 인접한 분자들과 결합하려는 힘(응집력)을 가지며 표면적을 최소화하려 한다. Na^+ 이온이 표면층에서 밀려나고 내부로 물 분자를 끌어당기면, 표면층의 물 분자들은 더 강한 응집력에 노출되어 표면적을 줄이려는 힘, 즉 표면장력이 증가하게 된다.
요약: Na^+ 이온은 물의 표면에 '흡착(Adsorption)'되지 않고 '배제(Depletion)'되어, 물 분자 간의 기존 응집력을 강화함으로써 표면장력을 증가시킨다.