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Adhesión , o la propiedad de una sustancia de adherirse a otra, generalmente surge de interacciones entre moléculas. Como explica Atul, la interacción de van der Waals a menudo es responsable de la adhesión, pero también hay otros tipos de interacciones intermoleculares que entran en juego en diferentes situaciones – por ejemplo, el enlace de hidrógeno es un componente principal de la pegajosidad de muchos tipos de pegamento.
aña Un concepto estrechamente relacionado es cohesion , que es la tendencia de una sustancia a adherirse a sí misma. La cohesión da lugar a tensión superficial , la tendencia de la superficie de un líquido a contraerse; esto se debe a que las moléculas en la superficie no tienen tantos atractivos interacciones en comparación con las moléculas en la masa. En ciertos casos, la cohesión y la tensión superficial también ayudan a dar lugar a lo que interpretamos como pegajosidad.
El agua común es un ejemplo interesante de pegajosidad. El agua se adhiere a muchas sustancias y las humedece, porque las moléculas de agua están formando enlaces de hidrógeno con estas sustancias a nivel molecular. Sin embargo, no solemos pensar que el agua es pegajosa porque es fácil secarnos las manos con una servilleta o toalla. Por supuesto , el hecho de que podamos secarnos en primer lugar se debe a que las moléculas de agua son atraídas por la toalla – estamos reemplazando una fuerza adhesiva fuerte (agua / piel) por otra (agua / toalla) . El otro factor importante es que w El agua es líquida , es decir, las moléculas del líquido son muy móviles, por lo que tienen la capacidad de pasar de la piel a la toalla.
Es fácil imaginar un experimento en el que se pueda apreciar realmente la pegajosidad del agua. Intente humedecer la superficie de un portaobjetos de vidrio para microscopio y coloque otro portaobjetos de vidrio encima. Verá que los portaobjetos ahora están pegados por una fina película de agua y ahora es muy difícil separarlos directamente (no se esfuerce demasiado o romperá el vidrio). Esta pegajosidad se debe a la adhesión del agua al portaobjetos de vidrio y la cohesión de las moléculas de agua entre sí. Para separar los portaobjetos directamente, debe ocurrir una de las siguientes situaciones:
- Se retira un portaobjetos limpio de la película de agua, lo que resulta en una superficie húmeda y una superficie seca. Esto nunca sucederá porque la adhesión entre las moléculas de agua y el portaobjetos es muy fuerte.
- La película de agua se separa en dos, lo que resulta en dos superficies mojadas. Esto también es casi imposible porque implica romper la fuerza de cohesión entre las moléculas de agua.
Para separar los toboganes, debes deslizarlos hacia los lados en direcciones opuestas. Esto, notará que el agua tiende a permanecer entre los toboganes, y también se forma en pequeñas gotas en la superficie del vidrio. La formación de pequeñas gotas se debe a la tensión superficial del agua, y es el sello distintivo de la cohesión que entra en juego. Por lo tanto, está separando los portaobjetos reemplazando la fuerza adhesiva (agua / vidrio) con la fuerza cohesiva (agua / agua). En conclusión, la única forma de hacer que el agua líquida se despegue de algo es hacer que se pegue a otra cosa (o evaporarla, pero no lo estamos considerando aquí).
También puedes Aprecie la pegajosidad de las moléculas de agua pegando su lengua a un objeto de metal extremadamente frío, como un poste de metal en medio de un invierno en Boston (está bien, no lo intente). En el instante en que su lengua se congela en el metal, las interacciones intermoleculares apenas se han vuelto más fuertes , pero las moléculas de agua previamente líquidas ahora están inmovilizadas. En este caso, es la pérdida de movilidad de las moléculas de agua lo que nos permite apreciar lo extremadamente pegajosas que son en realidad.
Cifra parcialmente relevante: imagen molecular de la congelación del agua.
Por último, muchos adhesivos como el pegamento derivan su pegajosidad de las mismas interacciones intermoleculares. La principal diferencia es que muchas colas contienen un solvente que mantiene las moléculas móviles, y después de que el solvente se evapora se convierte en un sólido inmóvil. Así, a medida que el pegamento se solidifica y las moléculas pierden su movilidad, se vuelven difíciles de eliminar.
bosque Hay otros factores que entran en juego. Por ejemplo, el pegamento que ya se ha solidificado no puede adherirse a otras cosas, porque los sólidos tienen menos capacidad para formar nuevos contactos en la escala molecular, que es necesaria para que la adhesión funcione. Además, los diferentes tipos de pegamento funcionan mediante diferentes mecanismos; los epóxicos se endurecen debido a la reticulación química en lugar de a la evaporación del disolvente.El cemento modelo para plásticos funciona derritiendo las dos superficies plásticas y permitiendo que sus moléculas se entrelacen, por lo que sería análogo al Velcro a escala molecular (esto a menudo se llama adhesión mecánica).
Al observar los diferentes mecanismos, es posible ver por qué diferentes tipos de pegamento funcionan en diferentes superficies. Por ejemplo, muchos tipos de pegamento no pueden unir plástico, porque las moléculas de hidrocarburo en el plástico son incapaces de formar enlaces de hidrógeno con las moléculas de pegamento.
Respuesta
La pegajosidad proviene de las fuerzas de van der Waals , también conocidas como fuerzas de atracción internolecular. Las más importantes para las sustancias pegajosas son las interacciones dipolo-dipolo, que son básicamente fuerzas de atracción electrostáticas.
Una molécula polar es aquella que tiene un extremo positivo y un extremo negativo. Cuando dos dipolos (moléculas polares) se acercan lo suficiente entre sí, los extremos positivo y negativo se atraen. Cuando las moléculas de azúcar, que son polares, se mojan y se adhieren a una sustancia, la pegajosidad proviene de un tipo específico de interacción dipolo-dipolo (llamado enlace de hidrógeno). El jarabe de maíz y la melaza también se adhieren a sí mismos debido a estos enlaces de hidrógeno. Consulte el siguiente sitio para ver una imagen de un enlace de hidrógeno entre dos moléculas de agua. Los enlaces de hidrógeno de la sacarosa son similares. http://1.bp.blogspot.com/\_z\_etvXOnqPU/S84xjV8PYMI/AAAAAAAAAOI/D2Twpjj0a4k/s1600/800px-Hydrogen-bonding-in-water-2D.png
Cuando los camaleones suben por una pared, se debe a una adherencia formada por fuerzas intermoleculares entre los pelos de sus patas. y la superficie de la pared. Si siente los pies del camaleón, no se sienten pegajosos porque no interactúan (es decir, no forman fuerzas intermoleculares) con su mano porque no hay fuerza de atracción electrostática entre ellos y nuestras manos. Hay otras fuerzas intermoleculares, como las fuerzas de dispersión de Londres, que probablemente explican la capacidad del camaleón para caminar verticalmente por una pared. En la actualidad, científicos e ingenieros están experimentando con la fabricación de réplicas de silicona de los pies de camaleón para las manos y los pies de las personas, de modo que algún día puedan caminar por una pared. La fuerte fuerza intermolecular de la silicona con una pared permitirá que esto suceda. Una vez más, es la fuerza de atracción electrostática la que causa esto.