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2.19: Kohäsion
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2.19: Cohesion

2.19: Kohäsion

Cohesion is the attraction between molecules of the same type - such as water molecules. The partially charged negative oxygen of one water molecule binds to the partially charged positive hydrogen of a second water molecule via hydrogen bonding. Each water molecule can form up to four hydrogen bonds with other water molecules.

On a surface, when multiple water molecules come together through cohesion, a droplet is formed. Water does not typically spread out across the surface. This is because the water molecules are more attracted to each other than to molecules that make up the surface or the surrounding air.

Surface tension results from cohesion. Pond skaters, also known as water striders, are insects that use this phenomenon to walk on water. Surface tension occurs at the interface between water and air (i.e., the water’s surface). Again, water molecules are more attracted to each other than they are to molecules in the air. Thus, the water molecules at the surface form bonds with neighboring water molecules beside and below them. Since the surface water molecules cannot form bonds with other water molecules on one side (the side next to the air), they form stronger bonds with their neighboring water molecules. The strongly-bonded molecules have a compressed surface area, creating spherical droplets of water molecules. The high surface tension of water and the buoyancy of the pond skater’s legs enable the insect to remain on the water’s surface.

Mercury is another cohesive molecule that can be readily seen. In a glass container, mercury does not spread out or wet the glass, because the cohesive forces between mercury molecules are stronger than the adhesive forces between the mercury and the glass. Although water is highly cohesive, it also has an affinity for silica. Thus, water disperses evenly in the bottom of a glass container.

Kohäsion ist die Anziehung zwischen Molekülen der gleichen Art wie zum Beispiel Wassermolekülen. Der teilweise geladene negative Sauerstoff eines Wassermoleküls bindet sich über die Wasserstoffbindung an den teilweise geladenen positiven Wasserstoff eines zweiten Wassermoleküls. Jedes Wassermolekül kann mit anderen Wassermolekülen bis zu vier Wasserstoffbindungen eingehen.

Wenn auf einer Oberfläche mehrere Wassermoleküle durch Kohäsion aufeinandertreffen, bildet sich ein Tropfen. Wasser breitet sich typischerweise nicht über eine Oberfläche aus. Das liegt daran, dass die Wassermoleküle stärker voneinander angezogen werden als von den Molekülen, aus denen die Oberfläche oder die umgebende Luft besteht.

Die Kohäsion erzeugt eine Oberflächenspannung. Teichläufer oder auch Wasserläufer genannt, sind Insekten, die sich dieses Phänomen zu Nutze machen. Sie können auf dem Wasser laufen. Die Oberflächenspannung entsteht an der Grenzfläche zwischen Wasser und Luft (d.h. der Oberfläche des Wassers). Auch hier werden die Wassermoleküle stärker voneinander als von den Molekülen in der Luft angezogen. So bilden die Wassermoleküle an der Oberfläche Bindungen mit benachbarten Wassermolekülen neben und unter ihnen aus. Da die Wassermoleküle an der Oberfläche keine Bindungen mit anderen Wassermolekülen auf der einen Seite (der Seite neben der Luft) eingehen können, bilden sie stärkere Bindungen mit ihren benachbarten Wassermolekülen aus. Die stark gebundenen Moleküle haben eine komprimierte Oberfläche, wodurch kugelförmige Wassermolekültröpfchen entstehen. Die hohe Oberflächenspannung des Wassers und der Auftrieb der Beine des Teichläufers ermöglichen es dem Insekt, sich auf der Wasseroberfläche bewegen zu können.

Quecksilber ist ein weiteres kohäsives Molekül, das man leicht erkennen kann. In einem Glasbehälter breitet sich das Quecksilber nicht aus und benetzt das Glas nicht, da die Kohäsionskräfte zwischen den Quecksilbermolekülen stärker sind als die Haftkräfte zwischen Quecksilber und dem Glas. Obwohl Wasser sehr kohäsiv ist, hat es auch eine Affinität zu Kieselsäure. So verteilt sich das Wasser gleichmäßig im Boden eines Glasbehälters.


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