¿Qué son las Fuerzas de Adhesión y Cohesión, cuáles son sus propiedades? Diferencias de adherencia y cohesión, tensión superficial y relación con el efecto capilar.
Diferencias de adherencia y cohesión
La adhesión (adhesión) y la Cohesión (cohesión) son dos tipos de atracción entre átomos y moléculas. Las dos palabras suenan similares, pero significan cosas diferentes.
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- La adhesión es la atracción entre diferentes tipos de moléculas.
- La cohesión es la atracción entre moléculas del mismo tipo.
- La cohesión permite que los líquidos se reduzcan a la menor superficie posible. Esta es la tensión superficial.
- La acción del menisco y la capilaridad depende de la adhesión y la cohesión.
Tanto la adhesión como la cohesión se producen debido a las fuerzas intermoleculares. El agua tiene una alta cohesión en gran parte porque las moléculas de agua forman enlaces de hidrógeno con otras moléculas de agua. El agua tiene una alta adherencia a las superficies polares debido a las cargas eléctricas parciales de las moléculas. Por otro lado, la adherencia del agua a las superficies no polares es baja porque no hay nada que atraiga las moléculas de agua. Por ejemplo, el agua tiene una alta adherencia al vidrio y una baja adherencia al papel encerado.
Ejemplos de adhesión y cohesión
La adhesión ocurre cuando las moléculas son atraídas por diferentes moléculas. A menudo, esto se debe a fuerzas intermoleculares como los enlaces de hidrógeno, las fuerzas de van der Waals. Sin embargo, a veces las superficies se pegan debido a su estructura física.
Aquí hay ejemplos de adherencias:
- cinta adhesiva
- miel pegada a tus dedos
- Gotas de rocío pegadas a la punta de la hoja
- Gotas de agua pegadas a la ventana sin caer
- Agua que moja la tabla de cortar de plástico
- Mercurio que moja la superficie del metal
La cohesión ocurre cuando los átomos o las moléculas son atraídos hacia ellos. Esto ocurre en compuestos y metales que pueden formar enlaces de hidrógeno.
Aquí hay ejemplos de cohesión:
- Agua que forma gotas en el alféizar de una ventana
- Mercurio formando perlas en un recipiente de vidrio
Por ejemplo, una gota de agua pegada a una ventana ilustra ambos conceptos. El agua que forma una forma redonda es un ejemplo de cohesión. El pegado de la gota al vaso en lugar de caer indica inmediatamente adherencia.
Adhesión, Ajuste y Menisco
El menisco es la línea curva formada en la superficie superior del líquido en un recipiente. La forma del menisco depende de la diferencia entre la adhesión (adhesión) entre el líquido y la superficie del recipiente y la cohesión entre las moléculas del líquido.
- Se forma un menisco cóncavo cuando el fluido se introduce más en su recipiente que él mismo. En otras palabras, la adhesión es mayor que la cohesión. Aunque el agua en el tubo de vidrio tiene alta cohesión, tiene un menisco cóncavo.
- Se forma un menisco convexo cuando el líquido se atrae más hacia sí mismo desde su recipiente. La cohesión es mayor que la adhesión. Mercurio en un recipiente de vidrio tiene un menisco convexo.
- Un menisco plano se forma cuando la adhesión y la cohesión están en equilibrio. El agua en un vaso de plástico tiene un menisco casi plano.
- Tenga en cuenta que la curva del menisco también depende de cuán estrechas sean las paredes de la copa. La curva es más pronunciada en tubos delgados.
Relación de Cohesión y Adhesión con la Tensión Superficial
La tensión superficial es la tensión en la película exterior de un líquido que minimiza su área superficial. Explicar la relación entre cohesión y adhesión. Un gran ejemplo de tensión superficial es llenar ligeramente un vaso de agua. El agua crea una superficie redondeada o convexa que pasa sobre el borde del vaso debido a su alta tensión superficial. El agua sobrellena el vidrio, tanto porque tiene una alta cohesión como porque tiene una alta adherencia.
La tensión superficial se debe principalmente a la cohesión entre moléculas similares. Por lo tanto, un líquido altamente viscoso como el agua también tiene una alta tensión superficial. De manera similar, el mercurio tiene una alta tensión superficial.
Que un líquido humedezca o no una superficie depende de su tensión superficial. Los tensioactivos y otros agentes humectantes reducen la tensión superficial. Por ejemplo, los patos y los gansos son más pesados que el agua, pero flotan sobre ella debido a la alta tensión superficial del agua. El agua no moja las plumas porque la cohesión del agua no se pega a las plumas aceitosas. La adición de un tensioactivo como el jabón reduce la tensión superficial. Los patos y los gansos se hunden en agua jabonosa. Algunos tratamientos superficiales modifican la estructura de la superficie, aumentando la adherencia entre el líquido y la superficie.
Efecto capilar
La acción capilar es otro fenómeno basado en la interacción entre la adhesión y la cohesión. En acción capilar, un líquido se mueve a través de un tubo angosto, a veces en contra de la fuerza de la gravedad. La acción capilar ocurre cuando la adhesión adhiere el líquido a la pared del vaso y la cohesión atrae otras moléculas líquidas para impulsarlas.
Si coloca un tubo capilar en posición vertical en un recipiente con agua, el agua sube a un nivel más alto dentro del tubo desde la superficie por acción capilar. Por otro lado, si coloca un tubo capilar en un recipiente de mercurio, el nivel de mercurio dentro del tubo es más bajo que en la superficie. La alta cohesión entre los átomos de mercurio extrae líquido del tubo.
