9. Sınıf Kimya · Ünite 2
Sıvıların Büyülü Dünyası: Adezyon, Kohezyon ve Kılcallık
Sıvıların yüzey gerilimi, kılcallık ve ıslatma özelliklerinin altında yatan adezyon ve kohezyon kuvvetlerini keşfedin.
Kazanım KİM.9.2.12 · 40 dk okuma
Sıvıların Gizli Kuvvetleri: Adezyon ve Kohezyon
Yağmurlu bir günde pencere camında asılı kalan yağmur damlalarını veya bir göletin üzerinde batmadan koşuşturan su böceklerini hiç izlediniz mi? Ya da devasa ağaçların köklerinden aldıkları suyu metrelerce yüksekteki yapraklarına nasıl ulaştırdığını merak ettiniz mi? Suyun bu sihirli gibi görünen davranışlarının arkasında, gözle göremediğimiz ancak etkileri devasa olan moleküller arası çekim kuvvetleri yatar.
Kavramları Tanıyalım: Kardeşlik ve Arkadaşlık
Bir sıvının kendi molekülleri arasındaki çekim kuvvetine kohezyon (birbirini tutma) denir. Su damlalarının havada dağılmadan küresel bir şekil alması kohezyonun bir sonucudur. Farklı cins moleküllerin birbirine tutunmasına ise adezyon (yapışma) denir. Örneğin, banyodan sonra vücudunuzda veya saçınızda su damlacıklarının kalması su molekülleri ile cildiniz arasındaki adezyon kuvvetindendir.
Yüzey Gerilimi: Suyun Görünmez Zarı
Bir bardağın içindeki su molekülleri her yönden diğer su molekülleri tarafından çekilir. Ancak suyun tam yüzeyindeki moleküllerin üstünde onları çekecek başka su molekülü yoktur. Bu nedenle yüzeydeki moleküller sadece yanlara ve aşağıya doğru çekilir. Bu dengesiz çekim kuvveti, sıvının yüzeyinde gergin, esnek bir zar tabakası oluşturur. İşte buna yüzey gerilimi diyoruz. Bilim insanları yaptıkları deneylerde, moleküller arası çekim kuvveti (kohezyonu) güçlü olan sıvıların yüzey geriliminin de yüksek olduğunu tespit etmişlerdir. Sıcaklık arttıkça ise moleküllerin hareketliliği artar ve yüzey gerilimi azalır.
Islatma, Islatmama ve Menisküs Görünümü
Bir sıvının bir yüzeyi ıslatıp ıslatmayacağı adezyon ve kohezyon kuvvetlerinin rekabetine bağlıdır. Eğer sıvı ile yüzey arasındaki adezyon kuvveti, sıvının kendi içindeki kohezyon kuvvetinden büyükse, sıvı yüzeye yayılır ve yüzeyi ıslatır. Bu durumdaki bir sıvı (örneğin su) ince bir cam boruya konduğunda uçları yukarı doğru tırmanarak içbükey (çukur) bir görünüm (menisküs) alır. Tam tersine kohezyon adezyondan büyükse (cıva gibi), sıvı yüzeyi ıslatmaz, küreleşme eğilimi gösterir ve cam boruda dışbükey (tümsek) görünüm alır.
Kılcallık ve Hayati Rolü
Bir sıvının incecik borular (kılcal borular) veya gözenekli yapılar içinde yer çekimine karşı kendiliğinden yükselmesi veya alçalmasına kılcallık (kapiler etki) denir. Suyun ağaçların köklerinden yapraklarına kadar taşınması, kanın kılcal damarlarımızda ilerlemesi veya bir kâğıt havlunun dökülen suyu emmesi kılcallık sayesindedir. Kılcallık olayında adezyon kuvveti sıvıyı borunun duvarlarına tutundurarak yukarı çekerken, kohezyon kuvveti de diğer sıvı moleküllerinin kopmadan peşinden sürüklenmesini sağlar.
Sıvıların Büyülü Dünyası: Adezyon, Kohezyon ve Kılcallık: Alıştırma Soruları
1. Farklı türdeki moleküllerin birbirine uyguladığı çekim kuvvetine ne ad verilir?
- A) Kohezyon
- B) Adezyon
- C) Yüzey gerilimi
- D) Kılcallık
Cevabı göster
Doğru cevap: B) Adezyon
Farklı tür (cins) moleküllerin birbirine tutunmasını sağlayan çekim kuvvetine adezyon (yapışma) denir. Su damlasının cama yapışması buna örnektir.
2. Bazı böceklerin göl veya su birikintileri üzerinde batmadan rahatça yürüyebilmesi, suyun hangi özelliği ile açıklanır?
- A) Kaynama noktasının yüksek olması
- B) Buharlaşma hızının yüksek olması
- C) Yüzey gerilimi
- D) Yoğunluğunun düşük olması
Cevabı göster
Doğru cevap: C) Yüzey gerilimi
Suyun yüzeyindeki moleküllerin kohezyon kuvveti etkisiyle oluşturduğu esnek zar tabakasına yüzey gerilimi denir. Bu sayede hafif böcekler suyu delip batmadan yüzeyde yürüyebilir.
3. Bir X sıvısı ince cam bir boruya konduğunda yüzey görünümünün (menisküsünün) dışbükey (tümsek) şekil aldığı gözlemleniyor. Bu gözlemden hareketle aşağıdaki çıkarımlardan hangisi doğrudur?
- A) X sıvısı cam yüzeyi ıslatır.
- B) Sıvının cam ile arasındaki adezyon kuvveti, kendi içindeki kohezyon kuvvetinden büyüktür.
- C) X sıvısının kendi molekülleri arasındaki kohezyon kuvveti, cam ile arasındaki adezyon kuvvetinden büyüktür.
- D) Bu sıvı kılcal boruda kesinlikle yükselecektir.
Cevabı göster
Doğru cevap: C) X sıvısının kendi molekülleri arasındaki kohezyon kuvveti, cam ile arasındaki adezyon kuvvetinden büyüktür.
Dışbükey (tümsek) görünüm, sıvının kendi moleküllerini (kohezyon) kaba tutunmaktan (adezyon) daha kuvvetli çektiğini gösterir. Bu tür sıvılar yüzeyi ıslatmaz (örneğin cıva).
4. Bir araştırmacı aynı sıcaklıktaki K ve L sıvılarına ait şu verileri elde etmiştir: K sıvısının yüzey gerilimi 72 mN/m, L sıvısının yüzey gerilimi ise 22 mN/m'dir. Bu hazır veri setine göre aşağıdakilerden hangisi söylenebilir?
- A) L sıvısının kohezyon kuvveti, K sıvısından daha güçlüdür.
- B) K sıvısının moleküller arası çekim kuvvetleri L sıvısına göre daha büyüktür.
- C) K sıvısı camı kesinlikle L sıvısından daha fazla ıslatır.
- D) Sıcaklık artırılırsa K sıvısının yüzey gerilimi artar.
Cevabı göster
Doğru cevap: B) K sıvısının moleküller arası çekim kuvvetleri L sıvısına göre daha büyüktür.
Yüzey geriliminin büyüklüğü, moleküller arası çekim kuvvetleri (kohezyon) ile doğru orantılıdır. K'nin yüzey gerilimi daha yüksek olduğu için kohezyon kuvveti de L'den büyüktür. Ayrıca sıcaklık artışı yüzey gerilimini daima azaltır.
5. Bitkilerin hayatta kalabilmesi için suyu topraktan alıp metrelerce yüksekteki en uç yapraklara kadar taşıması gerekir. Suyun yer çekimine zıt yönde gerçekleştirdiği bu hayati taşıma işleminde etkili olan fizikokimyasal süreçlerin en doğru sıralanışı veya bütünü aşağıdakilerden hangisinde verilmiştir?
- A) Sadece suyun buharlaşma yeteneği ve yüksek kaynama noktası
- B) Yalnızca suyun kohezyon kuvvetinin yer çekiminden büyük olması
- C) Adezyon kuvveti, kohezyon kuvveti ve buna bağlı gelişen kılcallık (kapiler etki)
- D) Suyun özgül ısısının çok yüksek olması ve yüzey geriliminin sıfırlanması
Cevabı göster
Doğru cevap: C) Adezyon kuvveti, kohezyon kuvveti ve buna bağlı gelişen kılcallık (kapiler etki)
Suyun bitki gövdesindeki ince kanallarda (ksilem) yükselmesi kılcallık olayıdır. Bu olay, suyun kanallara tutunması (adezyon) ve birbirini kopmadan çekmesi (kohezyon) sayesinde gerçekleşir.