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Cohesión y adhesión del agua

Cohesión, adhesión y tensión superficial del agua y cómo se relacionan con la formación de puentes de hidrógeno.

La cohesión del agua

¿Alguna vez has llenado un vaso de agua hasta arriba y le has añadido lentamente unas cuantas gotas más? Antes de que se desborde, el agua forma una especie de domo por encima del borde del vaso. Esta especie de cúpula se forma gracias a las propiedades cohesivas de las moléculas de agua, esto es, su tendencia a pegarse unas con otras. La cohesión se refiere a la atracción que tienen las moléculas por otras de su mismo tipo, y las moléculas de agua tienen fuerzas cohesivas fuertes gracias a su habilidad para formar puentes de hidrógeno entre ellas.
Las fuerzas cohesivas son las responsables de la tensión superficial, un fenómeno que resulta en la tendencia de la superficie de un líquido a resistirse a la ruptura cuando se le somete a tensión o estrés. Las moléculas de agua en la superficie (en la interfase entre el agua y el aire) formarán puentes de hidrógeno con sus vecinas, al igual que las moléculas que se encuentran a mayor profundidad en el líquido. Sin embargo, como están expuestas al aire por uno de sus lados, tendrán menos moléculas de agua con las cuales unirse y los enlaces formados entre ellas serán más fuertes. La tensión superficial hace que el agua forme pequeñas gotas esféricas y le permite soportar pequeños objetos, como un pedazo de papel o una aguja, si se colocan con cuidado en su superficie.
Crédito de imagen: "Propiedades de los líquidos: Figura 2", de OpenStax College (CC BY 4.0).

La adherencia del agua

El agua tiende a pegarse a sí misma, pero bajo ciertas circunstancias, se adhiere a otros tipos de moléculas. La adhesión es la atracción de moléculas de un tipo por moléculas de otro tipo, y para el agua puede ser bastante fuerte, especialmente cuando las otras moléculas tienen cargas positivas o negativas.
Por ejemplo, la adhesión permite que el agua "suba" a través de delgados tubos de vidrio (llamados capilares) colocados en un vaso de agua. Este movimiento ascendente en contra de la gravedad, conocido como capilaridad, depende de la atracción entre las moléculas de agua y las paredes de vidrio del tubo (adhesión), así como de las interacciones entre las moléculas de agua (cohesión).
Las moléculas de agua son atraídas con mayor fuerza al vidrio que a las otras moléculas de agua (porque las moléculas de vidrio tienen mayor polaridad que las del agua). Puedes ver esto en la imagen a continuación: el agua tiene su punto más alto donde hace contacto con los bordes del tubo y el más bajo en el centro. La superficie curva formada por un líquido en un cilindro o tubo se llama menisco.
Imagen modificada de "Agua: Figura 5", de OpenStax College, Biología (CC BY 3.0). Modificación de la obra original de Pearson-Scott Foresman, donada a la Wikimedia Foundation.
¿Por qué son importantes para la vida las fuerzas de cohesión y adhesión? Porque son parte de muchos procesos biológicos basados en agua, como el movimiento del agua hacia la copa de los árboles y el drenaje de las lágrimas de los lagrimales de tus ojos 1. Un ejemplo sencillo de la cohesión en acción es el patinador de agua (abajo), un insecto que depende de la tensión superficial para permanecer a flote sobre la superficie.
Crédito de imagen: "Agua: Figura 6, de OpenStax College, Biología (CC BY 3.0). Imagen de Tim Vickers.

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