Thema 17 Cohesie en adhesie 1 Intermoleculaire krachten Waterdruppels kleven aan de kraan of aan een bloemblad. Kwik vormt gemakkelijk grote druppels die niet aan het glas kleven. waterdruppels kleven aan het blad een waterdruppel kleeft aan de kraan kwikdruppels kleven niet aan glas Je kan deze verschijnselen verklaren met het deeltjesmodel. Daarbij spelen cohesiekrachten een belangrijke rol. Deeltjesmodel: Materie bestaat uit deeltjes, moleculen, die samengesteld zijn uit atomen. Tussen de moleculen is er lege ruimte. De deeltjes zijn voortdurend in beweging. De snelheid van de deeltjes neemt toe, naarmate de temperatuur stijgt. Cohesie is de aantrekkingskracht tussen gelijksoortige moleculen. Cohesiekrachten zijn groter als de moleculen dichter bij elkaar zitten. Als de temperatuur stijgt, hebben de deeltjes meer bewegingsenergie. Daardoor kunnen ze de cohesiekrachten overwinnen en zijn de afstanden tussen de deeltjes gemiddeld groter. Tussen de moleculen zijn intermoleculaire krachten werkzaam, waarbij moleculen elkaar aantrekken. Deze krachten verklaren het gedrag binnenin de materie. Thema 17: Cohesie en adhesie 1
2 Definities Cohesie is de aantrekkingskracht tussen gelijksoortige moleculen. Adhesie is de aantrekkingskracht tussen ongelijksoortige moleculen. Het woord adhesie is afgeleid van het Latijnse woord adhaerere, wat aanhechten betekent. De moleculen oefenen op elkaar een aantrekkingskracht uit. Tussen moleculen van eenzelfde soort werkt de cohesiekracht. Tussen moleculen van een verschillende soort werkt de adhesiekracht. Opdracht Welke kracht overheerst bij de onderstaande waarnemingen? krijt kleeft aan het bord olie vormt bolletjes in en op het water kleine waterdruppels kleven op glas grote regendruppels op het venster glijden naar beneden kwikbolletjes vormen grote druppels Opdracht Beschrijf wat je waarneemt en leid af welke kracht overheerst. Vernevel water op een verticale glasplaat: Steek je handen in water en haal ze eruit: Steek een kaars in water en haal ze eruit: Kunnen we de twee stukjes van een gebroken krijtje terug aan elkaar zetten? 2
3 Kenmerken van cohesie- en adhesiekrachten cohesie- en adhesiekrachten zijn contactkrachten werken tussen de moleculen onderling zijn alleen aantrekkend cohesiekracht werkt op zeer kleine afstand is kenmerkend voor de stof is temperatuursafhankelijk adhesiekracht is afhankelijk van de soorten stoffen die contact maken met elkaar is temperatuursafhankelijk Cohesie werkt op een zeer korte afstand, adhesie is afhankelijk van de aard van de oppervlakken. 4 Oppervlaktespanning losse druppels krijgen een bolvorm de spin zinkt niet in het water een glas boordevol met water Opdracht Voorspel, doe de proef en beschrijf wat je ziet Hoeveel geldstukken van 2 euro kan je in een boordevol glas laten glijden vooraleer het water overloopt? Voer de proef uit en beschrijf wat je ziet. Doe water in een kom. Leg een stukje aluminiumfolie op het water. Leg er wat kleine voorwerpen op. Wat zie je? Leg een duimspijker met zijn vlakke kant op het water. Wat zie je? Doe een druppeltje afwaszeep in het water. Wat zie je? Thema 17: Cohesie en adhesie 3
Oppervlaktespanning is een gevolg van de cohesiekrachten in het vloeistofoppervlak. De moleculen aan het oppervlak vormen een meniscus. Deze verschijnselen doen zich voor aan het scheidingsoppervlak tussen vloeistof en lucht, ook tussen vloeistoffen onderling. Bepaalde insecten maken gebruik van deze spanning om over het wateroppervlak te lopen. Indien afwasmiddel in het water wordt gemengd, verdrinkt dit insect. 5 Capillariteit Breng een dunne glazen buis in een beker met gekleurd water. Beschrijf hoe het water zich gedraagt binnenin de buis. Vergelijk met de vorm van het kwikoppervlak op de foto. dunne glazen buis in water meniscus aan het wateroppervlak meniscus aan het kwikoppervlak Door cohesie vormt het water een meniscus. Door adhesie kleeft het water aan de glazen wand. In een dunne glazen buis worden de watermoleculen langs de wand omhoog getrokken. Het wateroppervlak vormt een holle meniscus. Als de adhesiekracht groter is dan de cohesiekracht, wordt de vloeistof omhoog getrokken. De cohesie binnenin kwik is veel sterker dan de adhesie van kwik aan de glazen wand. Als de adhesiekracht kleiner is dan de cohesiekracht, is de meniscus bol en wordt de vloeistof omlaag gedrukt. 4
adhesie < cohesie adhesie > cohesie De verhoging van het vloeistofniveau in een dunne glazen buis noemt men capillariteit. Een dunne glazen buis noemen we een capillaire buis of kortweg, een capillair. Het verschijnsel wordt waargenomen bij kleine vloeistofhoeveelheden, de zwaartekracht is dan kleiner dan de krachten tussen de moleculen. 6 Toepassingen Een haarvat is een heel fijne bloedader, met een diameter van 5 tot 10 μm. In deze capillair wordt het bloed tot in de kleinste uithoeken van het menselijk lichaam gebracht. Het water wordt bij planten en zelfs bij hoge bomen tot in de kruin getransporteerd door de capillaire werking in zeer fijne vezels. Als je een thermometer wilt aflezen of het waterniveau in een pipet, merk je dat het vloeistofoppervlak gekromd is: de hoogte van de vloeistofkolom lees je af in het midden van de meniscus. Thema 17: Cohesie en adhesie 5
Samenvatting 1 Intermoleculaire krachten Tussen de moleculen zijn intermoleculaire krachten werkzaam, waarbij moleculen elkaar aantrekken. Cohesie- en adhesiekrachten verklaren het gedrag binnen in de materie. 2 Definities Cohesie is de aantrekkingskracht tussen gelijksoortige moleculen. Adhesie is de aantrekkingskracht tussen ongelijksoortige moleculen. De moleculen oefenen op elkaar een aantrekkingskracht uit: tussen moleculen van eenzelfde soort werkt de cohesiekracht. tussen moleculen van een verschillende soort werkt de adhesiekracht. 3 Kenmerken van cohesie- en adhesiekrachten Cohesie werkt op een zeer korte afstand, adhesie is afhankelijk van de aard van de oppervlakken. 4 Oppervlaktespanning Oppervlaktespanning is een gevolg van de cohesiekrachten in het vloeistofoppervlak. De moleculen aan het oppervlak vormen een meniscus. 5 Capillariteit De verhoging van het vloeistofniveau in een dunne glazen buis noemt men capillariteit. 6