KWALIFIKACJA CHM3 - CZERWIEC 2020

PYTANIE NR 30.
Na podstawie zamieszczonego rysunku przyporządkuj menisk do cieczy.
Ilustracja przedstawia trzy probówki z cieczami, które różnią się kształtem menisku.
A.
B.
C.
D.
Wyjaśnienie poprawnej odpowiedzi:
Kształt menisku zależy od relacji adhezji (ciecz–szkło) i kohezji (ciecz–ciecz).
Rtęć nie zwilża szkła, więc tworzy menisk wypukły. Roztwory wodne (np. KMnO4 i NaOH) zwykle zwilżają szkło, dlatego mają menisk wklęsły; na rysunku można je dodatkowo rozróżniać cechami wizualnymi (np. barwą).

Pełne wyjaśnienie:

Menisk to zakrzywiona powierzchnia cieczy widoczna w naczyniu (najczęściej szklanym). Jego kształt wynika z równowagi dwóch rodzajów oddziaływań:

  • adhezji (przyciąganie między cząsteczkami cieczy a ścianką naczynia),
  • kohezji (przyciąganie między cząsteczkami tej samej cieczy).

Gdy adhezja jest większa niż kohezja, ciecz "wspina się" po ściankach (zwilża szkło), a powierzchnia przy ściankach jest wyżej niż w środku. Wtedy obserwuje się menisk wklęsły (typowy dla większości roztworów wodnych w szkle). Gdy kohezja dominuje nad adhezją, ciecz nie zwilża szkła, a powierzchnia przy ściankach jest niżej niż w środku, co daje menisk wypukły.

Odpowiedź "1 – rtęć, 2 – roztwór KMnO4, 3 – roztwór NaOH" jest zgodna z tymi zasadami: rtęć w naczyniach szklanych zwykle daje menisk wypukły, więc łatwo ją przyporządkować do rysunku przedstawiającego powierzchnię wygiętą ku górze pośrodku. Natomiast roztwór KMnO4 i roztwór NaOH są roztworami wodnymi, które z reguły zwilżają szkło, więc ich menisk jest wklęsły.

Dlaczego pozostałe odpowiedzi są błędne? Propozycje z "etanolem" lub "jodyną" mogą kusić skojarzeniem z barwą, ale bez zgodności z przedstawionym kształtem menisku (zwłaszcza dla cieczy niezwilżających) przyporządkowanie staje się niespójne. Ponadto zestawy, w których "rtęć" przypisano do menisku wklęsłego, stoją w sprzeczności z typowym zachowaniem rtęci w szkle. W praktyce egzaminacyjnej najpierw identyfikuje się ciecz o jednoznacznym menisku (rtęć), a dopiero potem rozróżnia roztwory wodne na podstawie dodatkowych cech rysunku (np. opisu lub barwy).

Wskazówka do egzaminu: zapamiętaj regułę: "woda i roztwory wodne – zwykle wklęsły; rtęć – zwykle wypukły (w szkle)".

Dodatkowe pytania

Dodatkowe pytania (FAQ):
Menisk to zakrzywiona powierzchnia cieczy widoczna w menzurce, probówce czy biurecie. Powstaje przez napięcie powierzchniowe i oddziaływania między cieczą a ścianką. Kształt menisku (wklęsły lub wypukły) wpływa na to, jak poprawnie odczytać objętość.
Rtęć słabo zwilża szkło: siły przyciągania między cząsteczkami rtęci (kohezja) są relatywnie silniejsze niż oddziaływania rtęć–szkło (adhezja). Dlatego powierzchnia cieczy przy ściankach opada, a pośrodku jest wyżej, co daje menisk wypukły.
Najczęściej tak w naczyniach szklanych, bo woda i wiele roztworów wodnych zwilża szkło. Jednak "zawsze" to zbyt mocne słowo: domieszki, zanieczyszczenia, inne materiały naczynia czy środki powierzchniowo czynne mogą zmieniać zwilżanie i spłaszczać lub modyfikować menisk.
Przy menisku wklęsłym standardowo odczytuje się objętość z najniższego punktu krzywizny (dołka menisku), patrząc na skalę na wysokości oczu. To ogranicza błąd paralaksy i jest typową zasadą dla wody oraz roztworów wodnych w szkle.
Przy menisku wypukłym odczyt wykonuje się z najwyższego punktu krzywizny. Dotyczy to m.in. rtęci w szkle. Jak zawsze, wzrok powinien być na poziomie skali, aby uniknąć błędu paralaksy i nie zawyżać ani nie zaniżać wyniku.
Adhezja to przyciąganie między cieczą a ścianką naczynia, a kohezja to przyciąganie między cząsteczkami cieczy. Gdy adhezja dominuje, ciecz zwilża ścianki i menisk jest wklęsły; gdy kohezja dominuje, ciecz nie zwilża i menisk bywa wypukły.
Kapilarność to zjawisko podnoszenia lub obniżania poziomu cieczy w cienkich rurkach. Wynika z napięcia powierzchniowego i zwilżania, czyli tych samych mechanizmów co menisk. Ciecze zwilżające (menisk wklęsły) zwykle podnoszą się w kapilarze, a niezwilżające (wypukły) mogą się obniżać.
Same roztwory wodne często mają podobny (wklęsły) menisk, więc rysunek/ilustracja zwykle zawiera dodatkowe cechy rozpoznawcze: podpis, kolor cieczy, intensywność zacienienia lub kontekst doświadczenia. KMnO4 bywa przedstawiany jako roztwór barwny, a NaOH jako bezbarwny.
Najczęstsze błędy to: mylenie wklęsłego z wypukłym (odwrócenie krzywizny), ignorowanie materiału naczynia (zwilżanie zależy od ścianki), oraz kierowanie się wyłącznie "barwą" zamiast kształtem powierzchni. Warto najpierw znaleźć ciecz o jednoznacznym menisku (rtęć).
Tak. Temperatura wpływa na napięcie powierzchniowe (zwykle maleje wraz ze wzrostem temperatury), co może spłaszczać menisk. Zanieczyszczenia i środki powierzchniowo czynne potrafią silnie zmieniać zwilżanie, przez co menisk może wyglądać inaczej niż w idealnie czystym układzie.
info

To pytanie poprawnie rozwiązuje 43% zdających egzamin. trudne

W praktyce zawodowej kluczowe jest to, że kształt menisku zależy od relacji adhezji (ciecz–szkło) i kohezji (ciecz–ciecz).Rtęć nie zwilża szkła, więc tworzy menisk wypukły.

Źródła:

  • OpenStax, University Physics Volume 1: "Surface Tension" (rozdział o napięciu powierzchniowym i zjawiskach kapilarnych), https://openstax.org/details/books/university-physics-volume-1 - dostęp 2026-02-27
  • OpenStax, Chemistry 2e: "Intermolecular Forces and Properties" (część o napięciu powierzchniowym i oddziaływaniach międzycząsteczkowych), https://openstax.org/details/books/chemistry-2e - dostęp 2026-02-27
  • Encyclopaedia Britannica: "Surface tension" (opis zjawiska i powiązania z meniskiem/zwilżaniem), https://www.britannica.com/science/surface-tension - dostęp 2026-02-27

Materiały:

  • Podręcznik chemii ogólnej: rozdział o napięciu powierzchniowym i zwilżaniu
  • Podręcznik fizyki (mechanika płynów): kapilarność, menisk, napięcie powierzchniowe
  • Instrukcje laboratoryjne BHP dotyczące pracy z rtęcią i roztworami żrącymi (dla kontekstu praktycznego)

Aktualizacja pytania: 31.03.2026



Aktualizacja pytania: 31.03.2026
📡 Brak połączenia internetowego