Winkler Prins

Anthony Winkler Prins (1870)

Gepubliceerd op 02-07-2018

Capillariteit

betekenis & definitie

Capillariteit of haarbuiskracht is eene moleculaire werking tusschen vaste en vloeibare ligchamen en tusschen de afzonderlijke deden der vloeistoffen. Wanneer men eene glazen schijf zoodanig op kwik legt, dat tusschen beider oppervlakten alle lucht verwijderd is, zoo kan men haar alleen dooreen krachtigen ruk van het kwik losmaken, waarbij zij hiervan volkomen gescheiden wordt. Water houdt haar niet zoo stevig vast, maar men merke tevens op, dat bij het losrukken niet de schijf van het water, maar water van water gescheiden wordt, doordien eerstgenoemde vochtig blijft.

De wederzijdsche aantrekking der kwikdeeltjes is sterker, dan hunne adhaesie (aankleving) aan het glas, en bij de waterdeeltjes heeft het omgekeerde plaats. Beweegt zich het water in enge buizen, dan trekken de wanden van deze het water omhoog, en de opstijgende laag kluistert de volgende wegens de onvolkomen verschuifbaarheid der deeltjes, welke men desgelijks opmerkt bij het verschijnsel, dat men met cent; vette glasstaaf de oppervlakte van het water eenigzins kan indrukken, terwijl eene met vet bestreken naald op het water drijft en als het ware in eene langwerpige waterholte blijft liggen. Men ziet ook, dat het kwik op eene glasplaat droppels vormt, die men plat kan drukken, terwijl zij, losgelaten, de vroegere bolvormige gedaante weder aannemen.

Een hangende waterdroppel kan naar beneden verlengd worden, maar hij springt bij een zekere lengte in zijn ouden vorm terug. Doet men 2 droppels tot elkander naderen, dan vereenigen zij zich tot één bolvormigen droppel. Uit al die verschijnselen blijkt de aanwezigheid van eene zekere veerkracht, die aan de oppervlakte werkt en aan vloeistoffen het voorkomen geeft van veerkrachtige, weeke lichamen. Gebogene vrije oppervlakten van vloeistoffen bevinden zich alzoo in een staat van veerkrachtige spanning, en elk punt der oppervlakte is blootgesteld aan eene zekere drukking, die in de rigting van het middelpunt van kromming werkt en tegelijk met het bedrag der kromming vermeerdert. De bolvormige gedaante der droppels is daarvan het gevolg. Wanneer eene vloeistof de wanden niet bevochtigt van het vat, waarin zij zich bevindt, dan zoekt zij eene bolvormige gedaante aan te nemen; vandaar de bolvormige gedaante der oppervlakte van het kwik in de barometerbuis (convexe meniscus).

Omtrent het bedrag der capillaire nederdrukking (depressie) in verschillende buizen vermelden wij het volgende: In eene drooge glazen buis met eene middellijn van 1 Ned. streep bedraagt de capillaire depressie van chemisch zuiver kwikzilver bij eene gemiddelde temperatuur 9 Ned. streep en klimt bij eene buis derhalve wijdte tot het dubbele. Bij wijdere buizen neemt men eene vermindering waar, doch niet in dezelfde verhouding; zij bedraagt namelijk voor buizen met eene middellijn van 4 Ned. streep slechts 0,84 Ned. Streep. Intusschen hebben de drukking en de vochtigheid der lucht, de aard van het glas en vooral de zuiverheid van het kwik een grooten invloed op den vorm van den meniscus, en als het kwik een weinig oxyde bevat, ontstaat er eene effene en zelfs eene holle oppervlakte. In het laatste geval kleeft het kwik aan den wand der buis, en hierdoor wordt in den barometer de beweging der kwikkolom aanmerkelijk belemmerd. Vloeistoffen, die de wanden bevochtigen, zoodat er adhaesie bestaat tusschen die beiden, vormen een hollen (concaven) meniscus, en hieruit volgt, dat zulk eene vloeistof in eene buis moet opklimmen.

De capillaire klimming in enge buizen is dan ook omgekeerd evenredig aan de middellijnen van deze. De hoogte der opgehevene waterkolom, vermenigvuldigd met den straal der buiswijdte, geeft voor elke vloeistof steeds een standvastig getal; dit is echter verschillend voor onderscheidene vloeistoffen en vermindert bij verhooging van warmtegraad. Zuiver water heeft van alle vloeistoffen, welke men tot dusver onderzocht, de grootste capillaire rijzing; deze vermindert, wanneer daarin de eene of andere zelfstandigheid is opgelost. In eene buis met eene middellijn van 1 Ned. streep klimt zuiver water van 8,5°C tot 30,2 streep. Daar de capillaire beweging het gevolg is van eene kracht, die de meniscus oefent, zoo is de gesteldheid der buis beneden de meniscus geheel en al onverschillig. Is de buis, die men in de vloeistof dompelt, overal even wijd, maar het gedeelte, dat boven hare oppervlakte uitsteekt, korter dan de hoogte, waartoe de capillaire kolom rijzen kan, dan klimt deze toch niet hooger dan tot aan den rand en de meniscus wordt platter.

Bevindt zich de bovenste opening der haarhuis lager dan de oppervlakte der vloeistof in een daarmede verbonden vat, dan vormt de vloeistof boven den rand der naauwe opening een bollen meniscus, die nu omgekeerd werkt en de hoogere waterkolom van het vat in evenwigt houdt; doch zoodra de capillaire depressie geringer is dan het verschil van beider hoogte, breekt de meniscus en de vloeistof stroomt weg. Wanneer men eene haarhuis in eene vloeistof dompelt en er uithaalt, zoodra de capillaire kolom ontstaan is, dan vloeit de inhoud niet weg, maar de capillaire kolom wordt langer door de werking van den bovensten (concaven) en den ondersten (convexen) meniscus. Tusschen digt bij elkaar gebragte glasplaten klimt eene bevochtigende vloeistof slechts half zoo hoog als in buizen, wier wijdte overeenkomt met den afstand der platen. Zijn die platen aan de eene opstaande zijde met elkander in aanraking en brengt men tusschen die beide platen een droppel eener bevochtigende vloeistof, dan rijst deze naar de zijde der verbinding der platen allengs hooger, eene hyperbolische lijn vormend.

Wanneer 2 drijvende ligchamen door eene vloeistof bevochtigd worden, zoo ontwaart men tusschen deze en den bevochtigden wand van het vat eene aantrekking, zoodra de ruimte tusschen die beiden hol is. Worden die ligchamen niet bevochtigd, dan moet gemelde ruimte bol wezen. Is het eene ligchaam bevochtigd en het andere niet, dan stooten ze elkander af, zoodra zij zoo digt bij elkaar zijn, dat de concave oppervlakte van het ééne in aanraking komt met de convexe oppervlakte van het andere. Alle capillaire verschijnselen verklaart men door den invloed van naauwe ruimten en van adhaesie van de vochtdeeltjes, zoodat zij zich aan de algemeene onderlinge aantrekking der moleculen onttrekken.

In de natuur vervult de capillariteit eene belangrijke rol. De verspreiding der vochtigheid in den bodem, het opklimmen van olie in de pit of kous, het loopen der insecten op het water en vele dergelijke verschijnselen moet men toeschrijven aan de capillariteit.

< >