Beste antwoord
Hechting , of de eigenschap van de ene stof om aan de andere te blijven kleven, komt meestal voort uit interacties tussen moleculen. Zoals Atul uitlegt, is de van der Waals-interactie vaak verantwoordelijk voor adhesie, maar er zijn ook andere soorten intermoleculaire interacties die een rol spelen in verschillende situaties – waterstofbinding is bijvoorbeeld een hoofdcomponent van de kleverigheid van veel soorten lijm.
Een nauw verwant concept is cohesie , de neiging van een stof om aan zichzelf vast te houden. Cohesie leidt tot oppervlaktespanning , de neiging van het oppervlak van een vloeistof om samen te trekken – dit komt doordat de moleculen aan het oppervlak niet zoveel aantrekkelijke interacties vergeleken met de moleculen in de bulk. In bepaalde gevallen dragen cohesie en oppervlaktespanning ook bij tot wat wij interpreteren als plakkerigheid.
Gewoon water is een interessant voorbeeld van plakkerigheid. Water hecht aan veel stoffen en maakt ze nat, omdat de watermoleculen waterstofbruggen vormen met deze stoffen op moleculair niveau. We beschouwen water echter meestal niet als plakkerig omdat het gemakkelijk is om onze handen af te drogen met een servet of handdoek. Natuurlijk , het feit dat we in de eerste plaats kunnen drogen, komt doordat de watermoleculen worden aangetrokken door de handdoek – we vervangen de ene sterke kleefkracht (water / huid) door een andere (water / handdoek) . De andere belangrijke factor is dat w ater is vloeibaar – dwz de moleculen in de vloeistof zijn zeer mobiel – dus ze kunnen van de huid naar de handdoek gaan.
Het is gemakkelijk om een experiment voor te stellen waarbij men de plakkerigheid van water echt kan waarderen. Probeer het oppervlak van een glazen objectglaasje nat te maken en plaats er nog een glazen objectglaasje bovenop. Je zult merken dat de objectglaasjes nu aan elkaar vastzitten door een dun laagje water, en dat ze nu erg moeilijk uit elkaar te halen zijn (probeer niet te hard, anders breek je het glas). Deze plakkerigheid is te wijten aan de hechting van water aan het glaasje en de cohesie van de watermoleculen aan elkaar. Om de glaasjes direct uit elkaar te kunnen trekken, moet een van de volgende zaken gebeuren:
- Een glaasje wordt weggetrokken van de waterfilm, wat resulteert in een nat oppervlak en een droog oppervlak. Dit zal nooit gebeuren omdat de hechting tussen de watermoleculen en de glijbaan erg sterk is.
- De waterfilm wordt in tweeën getrokken, wat resulteert in twee natte oppervlakken. Dit is ook bijna onmogelijk omdat het gaat om het breken van de cohesiekracht tussen de watermoleculen.
Om de dias van elkaar te scheiden, moet je ze zijwaarts in tegengestelde richtingen schuiven. Zoals je doet hierdoor zul je merken dat het water de neiging heeft om tussen de glijbanen te blijven, en dat het ook in kleine druppeltjes parelt het glazen oppervlak. De vorming van kleine druppeltjes is te wijten aan de oppervlaktespanning van water, en het is het kenmerk van cohesie die een rol speelt. U scheidt dus de dias door de houdkracht (water / glas) te vervangen door de cohesiekracht (water / water). Concluderend, de enige manier om vloeibaar water los te krijgen van iets, is door het aan iets anders te laten hechten (of te laten verdampen, maar dat overwegen we hier niet.)
U kunt ook Krijg waardering voor de plakkerigheid van watermoleculen door je tong tegen een extreem koud metalen voorwerp te steken, zoals een metalen hek in het midden van een winter in Boston (oké, probeer het eigenlijk niet). Op het moment dat je tong aan het metaal vastvriest, zijn de intermoleculaire interacties nauwelijks sterker geworden , maar de voorheen vloeibare watermoleculen zijn nu geïmmobiliseerd. In dit geval is het het verlies aan mobiliteit van de watermoleculen waardoor we kunnen inzien hoe extreem plakkerig ze werkelijk zijn.
Gedeeltelijk relevante figuur: Moleculair beeld van het bevriezen van water.
Ten slotte ontlenen veel kleefstoffen zoals lijm hun plakkerigheid aan dezelfde intermoleculaire interacties. Het belangrijkste verschil is dat veel lijmen een oplosmiddel bevatten dat de moleculen mobiel houdt, en nadat het oplosmiddel is verdampt, wordt het een onbeweeglijke vaste stof. Dus als de lijm stolt en de moleculen hun mobiliteit verliezen, worden ze moeilijk te verwijderen.
Er spelen nog andere factoren een rol. Reeds gestolde lijm kan bijvoorbeeld niet aan andere dingen hechten, omdat vaste stoffen minder het vermogen hebben om nieuwe contacten te vormen op moleculaire schaal, die nodig zijn om de hechting te laten werken. Ook werken verschillende soorten lijm door verschillende mechanismen; epoxys worden gehard als gevolg van chemische verknoping in plaats van verdamping van oplosmiddel.Modelcement voor kunststoffen werkt door de twee plastic oppervlakken te smelten en hun moleculen in elkaar te laten grijpen, dus het zou analoog zijn aan klittenband op moleculaire schaal (dit wordt vaak mechanische hechting genoemd).
Door naar de verschillende mechanismen te kijken, is het mogelijk om te zien waarom verschillende soorten lijm op verschillende oppervlakken werken. Veel soorten lijm kunnen bijvoorbeeld geen plastic hechten, omdat de koolwaterstofmoleculen in het plastic niet in staat zijn om waterstof te binden met de lijmmoleculen.
Antwoord
Kleverigheid komt van van der Waals-krachten , ook bekend als internoleculaire aantrekkingskracht. Degenen die het belangrijkst zijn voor plakkerige substanties zijn dipool-dipool-interacties, die in feite elektrostatische aantrekkingskrachten zijn.
Een polair molecuul is er een met een positief uiteinde en een negatief uiteinde. Wanneer twee dipolen (polaire moleculen) dicht genoeg bij elkaar komen, trekken de positieve en negatieve uiteinden elkaar aan. Wanneer suikermoleculen, die polair zijn, nat worden en zich aan een stof hechten, komt de plakkerigheid voort uit een specifiek type dipool-dipoolinteractie (een waterstofbinding genoemd). Glucosestroop en melasse kleven ook aan zichzelf vanwege deze waterstofbruggen. Zie de volgende site voor een afbeelding van een waterstofbrug tussen twee watermoleculen. De waterstofbruggen van sucrose zijn vergelijkbaar. http://1.bp.blogspot.com/\_z\_etvXOnqPU/S84xjV8PYMI/AAAAAAAAAOI/D2Twpjj0a4k/s1600/800px-Hydrogen-bonding-in-water-2D.png
Wanneer kameleons een muur oplopen, is dat te wijten aan een kleverigheid die wordt gevormd door intermoleculaire krachten tussen de haren op zijn voeten en het oppervlak van de muur. Als je de voeten van de kameleon voelt, voelen ze niet plakkerig aan omdat ze geen interactie hebben (dwz geen intermoleculaire krachten vormen) met je hand omdat er geen elektrostatische aantrekkingskracht is tussen zij en onze handen Er zijn andere intermoleculaire krachten, zoals de Londense dispersiekrachten, die waarschijnlijk verklaren waarom de kameleon verticaal tegen een muur kan lopen. Wetenschappers en ingenieurs experimenteren momenteel met het maken van siliconenreplicas van kameleonsvoeten voor de handen en voeten van mensen, zodat ze op een dag tegen een muur kunnen lopen. De sterke intermoleculaire kracht van de siliconen met een wand zal dit mogelijk maken. Nogmaals, het is de elektrostatische aantrekkingskracht die dit veroorzaakt.