2.18: Adhäsion

Adhäsion tritt auf, wenn ein Molekültyp von einer anderen Art von Molekülen angezogen wird. Wasser zeigt beispielsweise adhäsive Eigenschaften in der Gegenwart von polaren Oberflächen wie Glas oder Zellulose in Pflanzen. Bei Glas werden die positiv geladenen Wasserstoffmoleküle im Wasser stärker von den negativ geladenen Sauerstoffmolekülen in Siliziumdioxid angezogen, als vom Sauerstoff in den benachbarten Wassermolekülen.

Die Kapillarwirkung ist ein Ergebnis der Adhäsionskraft des Wassers. Wenn ein schmales Glasrohr in Wasser eingeführt wird, binden sich die Wassermoleküle an die Rohroberfläche. Der Wasserspiegel im Inneren des Rohres steigt an. Je kleiner der Rohrdurchmesser, desto höher steigt das Wasser, da mehr Wassermoleküle an die Glasoberfläche gelangen. Die Kapillarwirkung setzt sich fort, solange die Adhäsionskraft größer als die Schwerkraft ist.

Pflanzen nutzen die Adhäsion der Kapillarwirkung und die Kohäsion zwischen den Wassermolekülen, um Wasser von den Wurzeln zu den Blättern zu transportieren. Bei Pflanzen bestehen die Xylem-Gefäße aus langen, schmalen Zellen, welche Tracheiden genannt werden und Wasser transportieren. Da Wassermoleküle von Zellulose angezogen werden, haften sie an der Xylem-Zellwand. Auch die Kohäsionskräfte zwischen den Wassermolekülen ziehen die Wassermoleküle zueinander an. Zusammen bilden diese Adhäsions-und Kohäsionskräfte eine Säule von Wassermolekülen, die sich allmählich in den Xylem-Gefäßen nach oben bewegt.

Adhäsion tritt auf, wenn zwei verschiedene Moleküle sich anziehen, wie Wasser, das sich am Grashalm festsetzt. Dies liegt daran, dass die Oberfläche des Grases polar ist. Wenn die Oberfläche ein vertikales Rohr ist, verursacht es einen Aufwärtszug an den Rändern, einen konkaven Meniskus.

Wenn die Adhäsionskraft stärker ist als die kohäsive Anziehungskraft zwischen den flüssigen Molekülen, steigt das Wasser weiter an - eine Bewegung, die als Kapillarwirkung bekannt ist. Wie eine enge Röhre enthalten Pflanzen schmale Gefäße, die Xylem genannt werden und aus entgegengesetzter Cellulose bestehen. Sie befördern Wasser durch Kapillarwirkung gegen die Schwerkraft nach oben. Der Durchmesser dieser Gefäße nimmt zu den Spitzen der höheren Bäume hin ab, so dass das Wasser von den Wurzeln bis zu den Blättern noch höher steigen kann.