COHESIEKRACHT: KENMERKEN IN VASTE STOFFEN, VLOEISTOFFEN, GASSEN - FYSIEK - 2025

De cohesiekrachten zijn intermoleculaire aantrekkingskrachten die ze bij elkaar houden met andere moleculen. Afhankelijk van de intensiteit van de cohesiekrachten bevindt een stof zich in vaste, vloeibare of gasvormige toestand. De waarde van de cohesiekrachten is een intrinsieke eigenschap van elke stof.

Deze eigenschap is gerelateerd aan de vorm en structuur van de moleculen van elke stof. Een belangrijk kenmerk van cohesiekrachten is dat ze snel afnemen met toenemende afstand. Cohesiekrachten worden dan de aantrekkingskrachten genoemd die bestaan ​​tussen de moleculen van dezelfde stof.

Integendeel, de afstotende krachten zijn die welke het gevolg zijn van de kinetische energie (energie als gevolg van de beweging) van de deeltjes. Deze energie zorgt ervoor dat de moleculen constant in beweging zijn. De intensiteit van deze beweging is recht evenredig met de temperatuur waarbij de stof is.

Om de toestand van een stof te veranderen, is het nodig om de temperatuur ervan te verhogen door warmteoverdracht. Dit zorgt ervoor dat de afstotende krachten van de stof toenemen, wat in het geval kan worden aangenomen dat de verandering van toestand plaatsvindt.

Aan de andere kant is het belangrijk en noodzakelijk om onderscheid te maken tussen cohesie en adhesie. Cohesie is te wijten aan de aantrekkingskrachten die optreden tussen aangrenzende deeltjes van dezelfde stof; in plaats daarvan is adhesie het resultaat van de interactie die optreedt tussen oppervlakken van verschillende stoffen of lichamen.

Deze twee krachten lijken verwant te zijn in verschillende fysische verschijnselen die vloeistoffen beïnvloeden, dus een goed begrip van beide is belangrijk.

Eigenschappen in vaste stoffen, vloeistoffen en gassen

In vaste stoffen

In het algemeen zijn in vaste stoffen de cohesiekrachten zeer hoog en treden ze sterk op in de drie richtingen van de ruimte.

Op deze manier vinden er, als een externe kracht op een vast lichaam wordt uitgeoefend, slechts kleine verplaatsingen van de moleculen tussen de moleculen plaats.

Bovendien, wanneer de externe kracht verdwijnt, zijn de cohesiekrachten sterk genoeg om de moleculen terug te brengen naar hun oorspronkelijke positie, waarbij ze de positie herstellen voordat de kracht werd uitgeoefend.

In vloeistoffen

Integendeel, bij vloeistoffen zijn de cohesiekrachten alleen hoog in twee van de ruimtelijke richtingen, terwijl ze tussen de vloeistoflagen erg zwak zijn.

Wanneer dus een kracht in tangentiële richting op een vloeistof wordt uitgeoefend, verbreekt deze kracht de zwakke bindingen tussen de lagen. Hierdoor glijden de lagen vloeistof over elkaar heen.

Later, wanneer het uitoefenen van de kracht is voltooid, zijn de cohesiekrachten niet sterk genoeg om de moleculen van de vloeistof naar hun oorspronkelijke positie terug te brengen.

Bovendien wordt cohesie in vloeistoffen ook weerspiegeld in oppervlaktespanning, veroorzaakt door een ongebalanceerde kracht gericht naar het inwendige van de vloeistof, die inwerkt op de oppervlaktemoleculen.

Evenzo wordt cohesie ook waargenomen wanneer de overgang van de vloeibare toestand naar de vaste toestand plaatsvindt, vanwege het effect van de compressie van de vloeibare moleculen.

In gassen

In gassen zijn de cohesiekrachten verwaarloosbaar. Op deze manier zijn de gasmoleculen constant in beweging, aangezien de cohesiekrachten ze in hun geval niet met elkaar kunnen verbinden.

Om deze reden kunnen in gassen de cohesiekrachten alleen worden gewaardeerd wanneer het vloeibaarmakingsproces plaatsvindt, dat plaatsvindt wanneer de gasvormige moleculen worden gecomprimeerd en de aantrekkingskrachten sterk genoeg zijn om de overgang van de toestand te laten plaatsvinden. gasvormig tot vloeibaar.

Voorbeelden

Cohesiekrachten worden vaak gecombineerd met adhesiekrachten om bepaalde fysische en chemische verschijnselen te veroorzaken. Zo maken cohesiekrachten samen met adhesiekrachten het mogelijk om enkele van de meest voorkomende verschijnselen die optreden in vloeistoffen te verklaren; Dit is het geval voor de meniscus, oppervlaktespanning en capillaire werking.

Daarom is het in het geval van vloeistoffen noodzakelijk om onderscheid te maken tussen de cohesiekrachten die optreden tussen de moleculen van dezelfde vloeistof; en die van adhesie, die optreden tussen de moleculen van de vloeistof en de vaste stof.

Oppervlaktespanning

Oppervlaktespanning is de kracht die tangentieel en per lengte-eenheid optreedt aan de rand van het vrije oppervlak van een vloeistof die in evenwicht is. Deze kracht trekt het oppervlak van de vloeistof samen.

Uiteindelijk ontstaat oppervlaktespanning doordat de krachten in de moleculen van de vloeistof aan het oppervlak van de vloeistof anders zijn dan aan de binnenkant.

Meniscus

Meniscus is de kromming die ontstaat op het oppervlak van vloeistoffen wanneer ze in een container worden opgesloten. Deze curve wordt veroorzaakt door het effect dat het oppervlak van de container die het bevat op de vloeistof heeft.

De curve kan convex of concaaf zijn, afhankelijk van of de kracht tussen de moleculen van de vloeistof en die van de houder aantrekkelijk is, zoals het geval is bij water en glas, of afstotend is, zoals gebeurt tussen kwik en glas. .

Capillariteit

Capillariteit is een eigenschap van vloeistoffen waardoor ze door een capillaire buis kunnen stijgen of dalen. Het is de eigenschap die gedeeltelijk het opstijgen van water in de planten mogelijk maakt.

Een vloeistof stijgt door de capillaire buis wanneer de cohesiekrachten kleiner zijn dan die van de adhesie tussen de vloeistof en de wanden van de buis. Op deze manier zal de vloeistof blijven stijgen totdat de waarde van de oppervlaktespanning gelijk is aan het gewicht van de vloeistof in de capillaire buis.

Als de cohesiekrachten daarentegen groter zijn dan de adhesiekrachten, zal de oppervlaktespanning de vloeistof verlagen en zal de vorm van het oppervlak convex zijn.

Referenties

1. Cohesie (chemie) (zd). Op Wikipedia. Opgehaald op 18 april 2018, via en.wikipedia.org.
2. Oppervlaktespanning (nd). Op Wikipedia. Opgehaald op 18 april 2018, via en.wikipedia.org.
3. Capillariteit (zd). Op Wikipedia. Opgehaald op 17 april 2018, via es.wikipedia.org.
4. Ira N. Levine; "Physicochemistry", deel 1; Vijfde editie; 2004; Mc Graw Hillm.
5. Moore, John W.; Stanitski, Conrad L.; Jurs, Peter C. (2005). Chemie: The Molecular Science. Belmont, Californië: Brooks / Cole.
6. White, Harvey E. (1948). Modern College Physics. van Nostrand.
7. Moore, Walter J. (1962). Physical Chemistry, 3e ed. Prentice Hall.