Definición y ejemplos de cohesión en química

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La palabra cohesión, del latín cohaerere, que significa mantenerse juntos o quedarse juntos. En química, la cohesión es una medida de la capacidad que tienen las moléculas de un material para mantenerse juntas o agruparse, y está asociada a la capacidad de atracción de tienen las moléculas entre sí. Es una propiedad intrínseca de cada molécula determinada por su forma, su estructura y por la distribución de su carga eléctrica.

Las fuerzas de cohesión son responsables de la tensión superficial, esto es, de la resistencia que muestra una superficie a romperse cuando se la somete a algún tipo de tensión.

Ejemplos

Un ejemplo común de cohesión es el comportamiento de las moléculas de agua. Cada molécula de agua puede formar cuatro puentes de hidrógeno con las moléculas adyacentes. Esta fuerte atracción electroestática entre las moléculas de agua hace que se mantengan unidas, originando las gotas que podemos observar sobre diferentes superficies y la especie de cúpula que pueden formar en un vaso lleno de agua por encima de su borde sin llegar a derramarse. La tensión superficial que genera la cohesión de las moléculas de agua también permite que objetos no demasiado pesados floten en su superficie.

Otro ejemplo de cohesión es la del mercurio, un metal líquido a temperatura ambiente. Los átomos de mercurio se mantienen unidos entre sí generando una alta tensión superficial, lo cual da lugar a las gotas que se pueden observar cuando se lo vuelca sobre una superficie.

Cohesión y adhesión

Estos dos términos suelen confundirse; la cohesión se refiere a la atracción entre moléculas de un mismo tipo, dentro de un mismo material, mientras que la adhesión se refiere a la atracción entre diferentes tipo de moléculas, por ejemplo entre las superficies de distintos materiales.

La combinación de estas dos fuerzas es la responsable de la capilaridad, lo que genera que el agua suba por el interior de un tubo de vidrio de diámetro pequeño o por el tallo de una planta. La cohesión mantiene unidas las moléculas de agua elevándose sobre el nivel hidrostático, mientras que la adhesión ayuda a que las moléculas de agua se mantengan pegadas al vidrio o al tejido vegetal. Cuanto menor sea el diámetro del tubo, más alto podrá subir el agua.

Ambas fuerzas también son responsables del menisco que forman los líquidos en las superficies de contacto de los recipientes que los contienen. El menisco cóncavo que forma el agua en un vaso de vidrio hace que su nivel sea más alto donde el agua está en contacto con el vaso, formando una curva descendente entre el vidrio del vaso y la superficie del agua alejada del vidrio. La adhesión entre las moléculas de agua y el vidrio es más fuerte que la cohesión entre las moléculas de agua. El mercurio es el ejemplo opuesto, formando un menisco convexo, con una curva ascendente entre la superficie de vidrio y el nivel del líquido. Esto se debe a que los átomos de mercurio se atraen más entre sí por cohesión que al vidrio por adhesión. La adhesión depende de los materiales que están en contacto, y esto se puede observar en el cambio de curvatura del menisco de agua si cambiamos el material del recipiente. La curvatura del menisco de agua es mayor si el recipiente es de vidrio respecto del que se forma en un tubo de plástico

Algunos tipos de vidrio se tratan con un producto químico tensioactivo para reducir la adherencia y así reducir la capilaridad. La capacidad de un líquido para extenderse en una superficie o formar gotas es otra propiedad asociada a la cohesión y a la adhesión.

Referencias

https://definicion.de/tension-superficial/

https://es.khanacademy.org/science/ap-biology/chemistry-of-life/structure-of-water-and-hydrogen-bonding/a/cohesion-and-adhesion-in-water

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Sergio Ribeiro Guevara (Ph.D.)
(Doctor en Ingeniería) - COLABORADOR. Divulgador científico. Ingeniero físico nuclear.

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