11.5
Heb je je ooit afgevraagd waarom een yen-munt, wanneer hij voorzichtig op water wordt geplaatst, blijft drijven? De meeste eigenschappen van vloeistoffen worden bepaald door intermoleculaire krachten. De aantrekkingskracht tussen vergelijkbare moleculen in een stof worden ook wel cohesiekrachten genoemd.
In water trekken de cohesiekrachten inwendige moleculen gelijkmatig in alle richtingen, wat resulteert in gemiddeld nul netto kracht, terwijl oppervlaktemoleculen slechts een neerwaartse trek ervaren, waardoor de moleculen dicht bij elkaar komen te zitten. De inwendige moleculen zijn energetisch stabieler dan oppervlaktemoleculen omdat ze meer cohesie ervaren, wat hun potentiële energie verlaagt. Vloeistoffen proberen daarom hun potentiële energie te verminderen door het oppervlak te minimaliseren, waardoor een oppervlak onder spanning ontstaat dat zich gedraagt als een elastisch membraan.
De energie die nodig is om het oppervlak van een vloeistof met een eenheidshoeveelheid te vergroten, wordt de oppervlaktespanning genoemd, die vaak wordt gemeten in joules per vierkante meter. Aanhechtingskrachten daarentegen bestaan tussen ongelijke moleculen, zoals water en glas. Bij het plaatsen van een smalle capillaire buis in water, verspreiden de watermoleculen zich via adhesie langs de oppervlakken van de buis, waardoor het vloeistofoppervlak wordt vergroot en de rest van de vloeistof door cohesie wordt meegenomen.
De vloeistof in het capillair stijgt totdat de zwaartekracht de adhesieve en cohesieve krachten overwint. Dit fenomeen wordt capillaire werking genoemd. Voor water zijn de adhesiekrachten tussen water en glas sterker dan de cohesiekrachten, resulterend in een concave of naar binnen gebogen meniscus.
Voor kwik wegen de cohesiekrachten op tegen de adhesiekrachten, wat resulteert in een bolle meniscus. Viscositeit drukt de weerstand van een vloeistof tegen stroming uit en wordt vaak gemeten in evenwicht, of gram per centimeter-seconde. Denk aan methanol en glycerol.
Hoewel beide waterstofbruggen vormen, heeft glycerol drie OH-groepen in plaats van één en vormt het meer waterstofbruggen per molecuul. Dit resulteert in een sterkere aantrekkingskracht tussen glycerolmoleculen, waardoor glycerol stroperiger wordt dan methanol. Viscositeit wordt beïnvloed door moleculaire vormen.
Koolwaterstoffen met toenemende molecuulmassa's en lengtes interageren over grotere gebieden en verstrengelen vaker, wat resulteert in sterkere dispersiekrachten en hogere viscositeiten. Ten slotte hangt de viscositeit af van de temperatuur. Verhoogde thermische energie verzwakt intermoleculaire krachten, wat overeenkomt met moleculen die vrijer bewegen en vloeistoffen dus sneller stromen bij hogere temperaturen.
Oppervlaktespanning
De verschillende IMF's tussen identieke moleculen van een stof zijn voorbeelden van cohesiekrachten. De moleculen in een vloeistof…
Copyright © 2026 MyJoVE Corporation. Alle rechten voorbehouden.