Yleinen kemia/nesteet

Koheesio ja adheesioEdit

Vesipisarat tarttuvat hämähäkinseittiin. Niiden pyöreä muoto johtuu koheesiosta.

Nesteen molekyylit vetävät toisiaan puoleensa. Tätä kutsutaan koheesioksi. Metaanin kaltaiset molekyylit ovat poolittomia, joten niitä pitävät yhdessä vain van der Waalsin voimat. Näillä molekyyleillä on minimaalinen koheesio. Vesimolekyylit sen sijaan käyttävät vetysidoksia, joten niillä on vahva koheesio. Kohesiivinen neste muodostaa pallomaisempia pisaroita ja sen pintajännitys on paljon suurempi.

Wikipedia-logo-v2.svg

Wikipediassa on aiheeseen liittyvää tietoa osoitteessa Adheesio

Adheesio on nestemäisen molekyylin vetovoima ympäristöönsä. Tarttuvat nesteet osoittavat kapillaarista toimintaa. Ne ovat myös ”kosteampia”. Elohopea on hyvin koossapitävää, mutta ei tarttuvaa. Näin ollen se ei jätä jälkiä, kun se vierii pinnalla. Vesi sen sijaan on paljon tarttuvampaa. Kun vesi vierii pinnan yli, se kostuttaa pinnan, koska osa molekyyleistä tarttuu siihen.

Pintajännitys ja kapillaaritoimintaEdit

Kun vesipisarat ovat läpäisemättömällä (vedenpitävällä) pinnalla, niillä on taipumus muodostaa helmiä. Tämä johtuu sen pintajännityksestä. Nestemolekyylit vetävät toisiaan puoleensa, minkä seurauksena niiden pinta-ala pienenee. Nesteen rajalla olevat molekyylit vetäytyvät sisään, mikä aiheuttaa pisaran muodon. Kun vesi on läpäisevällä pinnalla, se leviää, kuten voidaan nähdä paperipyyhkeellä olevan veden kohdalla. Tämä kapillaaritoiminta selittää, miten maassa oleva vesi pääsee satoja metrejä korkeiden puiden latvaan.

  • Adhesiiviset nesteet (kuten vesi, mutta ei elohopea) nousevat kapeaa putkea ylöspäin.

  • Kiinnittyvillä nesteillä on pintajännitys, joka pitää itsensä pisaroiksi.

PaineEdit

Nesteet jakavat paineen tasaisesti. Tämä käsite, joka tunnetaan nimellä Pascalin laki, on ratkaisevan tärkeä hydraulisten jarrujen kaltaisille laitteille. Se on seurausta niiden kokoonpuristumattomuudesta.

Hyödyllinen vihje!

Jos ilmakehän painetta ei ole (tyhjiö, kuten ulkoavaruudessa), nesteitä ei voi muodostua.

Nesteet haihtuvat. Vaikka molekyylien keskimääräinen liike-energia on liian pieni voittaakseen sidoksen ja muuttuakseen kaasuksi, yksittäisillä molekyyleillä on toisinaan keskimääräistä suurempi energia ja ne irtoavat nesteen pinnalta. Tällöin molekyyli karkaa kaasufaasiin. Samanaikaisesti kaasumolekyyli voi kuitenkin osua nesteen pintaan ja hidastua riittävästi liittyäkseen nesteeseen. Ulkona aurinkoon jätetty vesilasi tyhjenee lopulta. Auringonvalo lisää energiaa molekyyleihin, jolloin osa molekyyleistä pääsee poistumaan kaasuna. Lopulta kaikki molekyylit poistuvat. Nesteen taipumus haihtua riippuu sen molekyylien välisistä voimista. Haihtuvilla nesteillä on taipumus haihtua nopeasti, koska niiden molekyylien väliset voimat, jotka pitävät molekyylit yhdessä, ovat suhteellisen heikkoja, jolloin niiden on helpompi poistua nestefaasista. Sitä vastoin haihtumattomat nesteet eivät haihdu näkyvissä määrin, koska niissä on hyvin vahvoja molekyylien välisiä voimia.

Haihtuminen lisääntyy lämpötilan myötä. Sitä voidaan mitata höyrynpaineella, höyrystyneen kaasun nesteen pinnan yläpuolella aiheuttaman paineen suuruudella. Höyrynpaine kasvaa lämpötilan myötä, ja kun se saavuttaa ympäröivän ilmakehän paineen, neste kiehuu. Höyrynpaine riippuu myös nesteen molekyylien välisten voimien voimakkuudesta.

ViskositeettiEdit

Viskositeetti tarkoittaa nesteen virtausvastusta. Esimerkiksi vaahterasiirapilla on suhteellisen korkea viskositeetti verrattuna veteen, koska vaahterasiirappi virtaa paljon hitaammin kuin vesi, joka virtaa suhteellisen nopeasti ja helposti. Näiden kahden nesteen välinen viskositeettiero johtuu tietyn nesteen sisällä olevista vetovoimista. Voidakseen virrata molekyylien on kierrettävä ja liikuttava toistensa yli. Liuoksessa, jossa vetovoimat ovat vähäiset, molekyylit voivat liikkua vapaammin ja helpommin, jolloin viskositeetti pienenee.

Useimmissa tapauksissa nesteen viskositeetti pienenee, kun nesteen lämpötilaa nostetaan. Nesteen lämpötilan nostaminen aiheuttaa sen, että molekyyleillä on suurempi liike-energia. Tämä liike-energian kasvu hajottaa nesteessä olevat molekyylien väliset voimat. Koska viskositeetti on riippuvainen näistä vetovoimista, viskositeetti pienenee, kun liike-energia kasvaa.

Jätä kommentti