YAPIŞMA VE BİRBİRİNİ TUTMA

Yapışma (Adezyon) Kuvveti

Farklı maddelerin molekülleri arasında oluşan ve bu maddelerin birbirine yapışmasını sağlayan çekim kuvvetine yapışma (adezyon) kuvveti denir.

Birbirini Tutma (Kohezyon) Kuvveti

Bir maddeyi oluşturan aynı cins moleküller arasındaki çekim kuvvetine birbirini tutma (kohezyon) kuvveti denir.

Yapışma ve birbirini tutma kuvvetlerinin kökeni elektriksel kuvvetlerdir.

Herhangi bir sıvının katı bir yüzeyi ıslatıp ıslatmaması sıvı molekülleri arasındaki birbirini tutma kuvvetleri ile sıvı molekülleri ile katı yüzeyi oluşturan moleküller arasındaki yapışma kuvvetlerinin büyüklüğüne bağlıdır. Yapışma kuvvetleri birbirini tutma kuvvetlerinden büyükse sıvı yüzeye yayılır ve yüzeyi ıslatır. Birbirini tutma kuvvetleri yapışma kuvvetlerinden büyükse sıvı yüzeyde dağılmaz ve yüzeyi ıslatmaz. Su adezyonu yüksek, kohezyonu düşük bir sıvıdır. Cıva ise kohezyonu yüksek adezyonu düşük bir sıvıdır. Bu nedenle su birçok yüzeyde kolaylıkla yayılır ve yüzeyi ıslatırken cıva birçok yüzeyde yayılmaz ve yüzeyi ıslatmaz. Ancak yine de suyun da cıva gibi davrandığı yüzeyler vardır. Örneğin su teflon yüzeyinde ya da bazı yapraklar üzerinde cıva gibi davranır ve bu yüzeyleri ıslatmaz.

Görseldeki yaprağın molekülleri ile su molekülleri arasındaki adezyon kuvveti su molekülleri arasındaki kohezyon kuvvetinden daha küçük olduğundan su damlaları yaprak üzerinde dağılmaz ve yaprağı ıslatmaz.

Kohezyon kuvveti adezyon kuvvetinden büyük olduğundan cam tüpün içindeki cıva görseldeki gibi dışbükey bir görüntü oluştururken adezyon kuvveti kohezyon kuvvetinden büyük olduğundan cam tüp içindeki boyalı su ise görseldeki gibi iç bükey görüntü oluşturur.

Yüzey Gerilimi

Özkütlesi sıvının özkütlesinden büyük olan bir cisim, sıvıya bırakıldığında sıvının dibine batar. Oysa görselde görüldüğü gibi özkütlesi suyun özkütlesinden büyük olan bir maddeden yapılmış olan jilet su yüzünde batmadan durabilmektedir. Bu durumu yüzey gerilimi ile açıklarız.

Sıvı içindeki moleküller, yüzeydeki moleküllere göre daha çok sayıda komşu moleküle sahiptir ve her yöne çekilir. Bu durum sıvı içindeki moleküllerin yüzeydeki moleküllere göre daha düşük enerji düzeyinde olmasını sağlar. Çok sayıda molekül sıvı içine gitmeye çalışırken az sayıda molekül yüzeyde kalır. Sıvılar yüzey alanlarını minimumda tutma eğilimdedir. Bu durum sıvı yüzeyinin gerilmiş bir zar gibi davranmasını sağlar. Bir sıvının yüzey alanını arttırmak için gereken enerji ya da yapılan işe yüzey gerilimi denir. Yüzey gerilimi sayesinde suda yaşayan bazı canlılar aynı jilet gibi su üzerinde rahatça hareket edebilir. Yüzey gerilimi katı ve sıvı maddelere özgü bir kavramdır. Gaz hâlindeki maddelerde yüzey gerilimi söz konusu değildir. Maddelerin atomik özellikleri ve bağ yapısı birbirinden farklı olduğundan yüzey gerilimleri de birbirinden farklıdır. Bu nedenle yüzey gerilimi katı ve sıvı hâldeki maddeler için ayırt edici bir özelliktir.

Yüzey Gerilimine Etki Eden Faktörler

Çoğu sıvının yüzey gerilimi, sıcaklık artışıyla doğrusal olarak azalır. Suyun sıcaklığı arttırılırsa yüzey gerilimi azalır.

Sıvı içinde çözünen bazı maddeler sıvının yüzey gerilimini azaltır. Deterjan, sabun, kül, etil alkol gibi maddeler suyun yüzey gerilimini azaltır. Yüzey gerilimi düşen deterjanlı su diğer maddeleri daha kolay ıslatır ve kirlere daha fazla nüfuz eder.

Şeker ve gliserin gibi bazı maddeler ise su içinde çözündüğü hâlde suyun yüzey gerilimini değiştirmez. Bir sıvıya bu sıvıda çözünmeyen farklı bir sıvı eklendiğinde sıvının yüzey gerilimi azalır.

Suya tuz eklenmesi moleküller arası kuvvetlerin etkisini attırır ve suyun yüzey gerilimi artar. Saf madde içinde çözünen çözücünün yapısına göre yüzey gerilimi değişir.

Kılcallık Etkisi

Bir sıvının çok ince bir boru içinde ya da bir oyukta yükselmesi ya da alçalmasına kılcallık etkisi denir. Buradaki sıvı; yapışma kuvveti bir birini tutma kuvvetinden büyük olduğunda yükselir, küçük olduğunda alçalır. Borunun kesiti inceldikçe kılcallık etkisi daha kolay gözlenir.