Cel mai bun răspuns
Adeziune sau proprietatea unei substanțe de a se lipi de alta, apare în general din interacțiunile dintre molecule. Așa cum explică Atul, interacțiunea van der Waals este adesea responsabilă de aderență, dar există și alte tipuri de interacțiuni intermoleculare care intră în joc în diferite situații – de exemplu, legătura cu hidrogen este o componentă principală a lipiciosității multor tipuri de lipici.
Un concept strâns legat este coeziune , care este tendința unei substanțe de a se lipi de ea însăși. Coeziunea dă naștere la tensiune superficială , tendința contractării suprafeței unui lichid – acest lucru se datorează faptului că moleculele de la suprafață nu au atât de multe atractive interacțiuni comparativ cu moleculele din vrac. În anumite cazuri, coeziunea și tensiunea superficială contribuie, de asemenea, la apariția a ceea ce interpretăm ca lipicios.
Apa obișnuită este un exemplu interesant de lipicios. Apa aderă la multe substanțe și le face umede, deoarece moleculele de apă formează legături de hidrogen cu aceste substanțe la nivel molecular. Cu toate acestea, de obicei, nu ne gândim la apă ca lipicioasă, deoarece este ușor să ne uscăm mâinile cu un șervețel sau un prosop. Desigur , faptul că ne putem usca în primul rând se datorează faptului că moleculele de apă sunt atrase de prosop – înlocuim o forță adezivă puternică (apă / piele) cu alta (apă / prosop) . Celălalt factor important este că w aterul este curgător – adică moleculele din lichid sunt foarte mobile – deci au capacitatea de a se deplasa de la piele la prosop.
Este ușor să ne imaginăm un experiment în care se poate aprecia cu adevărat lipiciul apei. Încercați să udați suprafața unui diapozitiv de microscop de sticlă și puneți un alt diapozitiv de sticlă deasupra. Veți găsi că lamele sunt acum lipite între ele printr-o peliculă subțire de apă și acum sunt foarte dificil de despărțit direct (nu încercați prea mult, sau veți rupe paharul). Această lipiciune se datorează adeziunea apei la diapozitivul de sticlă și coeziunea moleculelor de apă unele cu altele. Pentru a îndepărta diapozitivele direct, trebuie să apară una dintre următoarele:
- Un diapozitiv este îndepărtat curat din pelicula de apă, rezultând o suprafață umedă și o suprafață uscată. Acest lucru nu se va întâmpla niciodată, deoarece aderența dintre moleculele de apă și alunecare este foarte puternică.
- Pelicula de apă este trasă în două, rezultând două suprafețe umede. Acest lucru este, de asemenea, aproape imposibil, deoarece implică ruperea forței de coeziune dintre moleculele de apă.
Pentru a separa lamele trebuie să le alunecăm lateral în direcții opuse. acest lucru, veți observa că apa tinde să rămână între diapozitive și, de asemenea, se mărgelește în picături mici suprafața sticlei. Formarea picăturilor mici se datorează tensiunii superficiale a apei și este semnul distinctiv al coeziunii care intră în joc. Astfel, separați lamele prin înlocuirea forței adezive (apă / sticlă) cu forța de coeziune (apă / apă). În concluzie, singura modalitate de a face ca apa lichidă să se lipească de ceva este să o faci să se lipească de altceva (sau să o evapore, dar nu luăm în considerare asta aici.)
De asemenea, poți obțineți o apreciere pentru lipiciositatea moleculelor de apă prin lipirea limbii de un obiect metalic extrem de rece, ca un stâlp metalic în mijlocul unei ierni din Boston (bine, nu încercați de fapt). În momentul în care limba ta se îngheță la metal, interacțiunile intermoleculare abia au devenit mai puternice , dar moleculele de apă lichide anterioare sunt acum imobilizate. În acest caz, pierderea mobilității moleculelor de apă ne permite să apreciem cât de lipicioase sunt cu adevărat.
Figura parțial relevantă: Imagine moleculară a înghețării apei.
În cele din urmă, mulți adezivi, precum adezivul, își obțin aderența din aceleași interacțiuni intermoleculare. Principala diferență este că multe cleiuri conțin un solvent care menține moleculele mobile și, după evaporarea solventului, devine un solid imobil. Astfel, pe măsură ce lipiciul se solidifică și moleculele își pierd mobilitatea, devin greu de îndepărtat.
Există și alți factori care intră în joc. De exemplu, lipiciul care s-a solidificat deja nu se poate lipi de alte lucruri, deoarece solidele au o capacitate mai mică de a forma noi contacte la scară moleculară, care este necesară pentru ca aderența să funcționeze. De asemenea, diferite tipuri de lipici funcționează prin diferite mecanisme; epoxii sunt întăriți datorită reticulării chimice, mai degrabă decât evaporării solventului.Modelul de ciment pentru materiale plastice funcționează prin topirea celor două suprafețe de plastic și permițându-le moleculele să se interconecteze, deci ar fi analog Velcro la scară moleculară (aceasta se numește adesea aderență mecanică).
Privind diferitele mecanisme, este posibil să vedem de ce diferite tipuri de lipici funcționează pe diferite suprafețe. De exemplu, multe tipuri de lipici nu pot lega plasticul, deoarece moleculele de hidrocarburi din plastic sunt incapabile de a se lega de hidrogen cu moleculele de lipici.
Răspuns
Adezivitatea provine din forțele van der Waals , cunoscută și sub numele de forțe de atracție internoleculare. Cele mai importante pentru substanțele lipicioase sunt interacțiunile dipol-dipol, care sunt practic forțe de atracție electrostatice.
O moleculă polară este una care are un capăt pozitiv și un capăt negativ. Când doi dipoli (molecule polare) se apropie suficient unul de celălalt, capetele pozitive și negative se atrag. Când moleculele de zahăr, care sunt polare, se udă și aderă la o substanță, lipiciul provine dintr-un tip specific de interacțiune dipol-dipol (numită legătură de hidrogen). Siropul de porumb și melasa se lipesc de ele însăși din cauza acestor legături de hidrogen. Vedeți următorul site pentru o imagine a unei legături de hidrogen între două molecule de apă. Legăturile de hidrogen ale zaharozei sunt similare. http://1.bp.blogspot.com/\_z\_etvXOnqPU/S84xjV8PYMI/AAAAAAAAAOI/D2Twpjj0a4k/s1600/800px-Hydrogen-bonding-in-water-2D.png
Când cameleonii merg pe un perete, se datorează lipiciosității formate de forțe intermoleculare între firele de păr de pe picioare. și suprafața peretelui. Dacă simțiți picioarele cameleonului, acestea nu se simt lipicioase deoarece nu interacționează (adică nu formează forțe intermoleculare) cu mâna dvs. deoarece nu există o forță de atracție electrostatică între Există și alte forțe intermoleculare, cum ar fi forțele de dispersie din Londra, care probabil explică capacitatea cameleonului de a merge vertical pe un perete. Oamenii de știință și inginerii experimentează în prezent realizarea de replici din silicon ale picioarelor cameleonului pentru mâinile și picioarele oamenilor, astfel încât să poată, într-o zi, să meargă pe un perete. Forța intermoleculară puternică a siliconului cu un perete va permite acest lucru. Din nou, forța de atracție electrostatică este cea care cauzează acest lucru.