Articles

2.2 E: víz összetartó és ragasztó tulajdonságai

víz összetartó és ragasztó tulajdonságai

előfordult már, hogy egy pohár vizet töltöttél a tetejére, majd lassan hozzáadtál még néhány cseppet? Mielőtt túlcsordulna, a víz kupolaszerű alakot képez az üveg pereme felett. Ez a víz az üveg felett maradhat a kohézió tulajdonsága miatt. A kohézióban a vízmolekulák vonzódnak egymáshoz (a hidrogénkötés miatt), a molekulákat együtt tartva a folyadék-gáz (víz-levegő) felületen, bár az üvegben nincs több hely.

a kohézió lehetővé teszi a felületi feszültség kialakulását, az anyag azon képességét, hogy ellenálljon a feszültség vagy stressz alatt. Ez az oka annak is, hogy a víz cseppeket képez, ha száraz felületre helyezik, ahelyett, hogy a gravitáció kiegyenlítené. Amikor egy kis papírdarabot helyeznek a vízcseppre, a papír a vízcsepp tetején lebeg, annak ellenére, hogy a papír sűrűbb (az egységnyi térfogat tömege), mint a víz. A kohézió és a felületi feszültség érintetlenül tartja a vízmolekulák hidrogénkötéseit, és támogatja a tetején lebegő tárgyat. Még akkor is lehetséges, hogy” lebegjen ” egy tűt egy pohár víz tetején, ha óvatosan helyezik el a felületi feszültség megszakítása nélkül.

kép
ábra \ (\PageIndex{1}\): felületi feszültség: A tű súlya lefelé húzza a felületet; ugyanakkor a felületi feszültség felfelé húzza, felfüggeszti a víz felszínén, és megakadályozza a süllyedést. Figyelje meg a bemélyedést a vízben a tű körül.

ezek a kohéziós erők a víz tapadási tulajdonságához vagy a vízmolekulák és más molekulák közötti vonzódáshoz kapcsolódnak. Ez a vonzerő néha erősebb, mint a víz kohéziós erői, különösen akkor, ha a víz töltött felületeknek van kitéve, mint például a vékony üvegcsövek belsejében található kapilláris csövek. Tapadás figyelhető meg, amikor a víz “mászik” fel a csövet helyezni egy pohár vizet: figyeljük meg, hogy a víz úgy tűnik, hogy magasabb oldalán a cső, mint a közepén. Ennek oka az, hogy a vízmolekulák jobban vonzódnak a kapilláris töltött üvegfalaihoz, mint egymáshoz, ezért ragaszkodnak hozzá. Az ilyen típusú tapadást kapilláris hatásnak nevezik.

kép
ábra \(\PageIndex{1}\): tapadás: az üvegcsőben a kapilláris hatást az üveg belső felülete által kifejtett tapadó erők okozzák, amelyek meghaladják a vízmolekulák közötti kohéziós erőket.

miért fontosak az élet szempontjából az összetartó és összetartó erők? Az összetartó és tapadó erők fontosak a víznek a gyökerekből a növényekben lévő levelekbe történő szállításához. Ezek az erők “húzást” hoznak létre a vízoszlopon. Ez a húzás abból a tendenciából ered, hogy a vízmolekulák elpárolognak a növény felületén, hogy kapcsolatban maradjanak az alatta lévő vízmolekulákkal,ezért húzódnak. A növények ezt a természetes jelenséget használják, hogy segítsék a vizet a gyökereikről a leveleikre. A víz ezen tulajdonságai nélkül a növények nem lennének képesek befogadni a vizet és az általuk igényelt oldott ásványokat. Egy másik példában a rovarok, mint például a vízcsíkoló, a víz felületi feszültségét használják, hogy felszínen maradjanak a víz felszíni rétegén, sőt ott is párosodjanak.

image
Figure \(\PageIndex{1}\): Cohesion & Adhesion: Water’s cohesive and adhesive properties allow this water strider (Gerris sp.) to stay afloat.