Ejemplo de Cohesión

La cohesión es la propiedad física de todas las sustancias que indica qué tanto se atraen entre sí las partículas (átomos o moléculas) que las componen. La palabra “cohesión” proviene del término en latín cohaerere, que significa “estar unido”, y se aplica tanto a la constitución interna de la materia como a los objetos que se mantienen juntos por una fuerza externa.

 La cohesión en los estados de la materia

Todas las sustancias tienen un cierto grado de cohesión, debida en parte a la energía cinética de las partículas que las forman. Por otro lado, también se debe a la naturaleza química de estas y a las fuerzas intermoleculares.

Será diferente para cada estado de la materia:

• Sólido
• Liquido
• Gaseoso

La cohesión en el estado sólido

En el estado sólido, las partículas tienen características como:

• Poco o nulo movimiento
• Energía cinética baja (debida al poco movimiento)
• Fuerzas intermoleculares (o entre átomos) grandes

Como resultado, los sólidos tienen generalmente una cohesión grande. Gracias a ello, estos materiales logran conservar una forma física y además adquieren propiedades como:

• Dureza: El material resiste los golpes o impactos sin fisurarse o quebrarse.
• Maleabilidad: El material puede cambiar de forma cuando se le aplica un esfuerzo mecánico; esto sin romperse o dividirse.
• Ductilidad: El material se puede convertir en alambres finos sin separarse en fragmentos desordenados.
• Punto de fusión: Es la temperatura a la que el sólido se va a transformar al estado líquido, por acción de un aumento de temperatura. Mientras mayor es la cohesión, más difícil es hacer que el sólido se derrita.
• Densidad: Es la cantidad de masa del sólido por cada unidad de volumen. Si la cohesión es grande, las partículas se agruparán más juntas, y será más denso el material.

La cohesión en el estado líquido

En el estado líquido, las partículas tienen características como:

• Movimiento de leve a moderado
• Energía cinética media (debida al movimiento)
• Fuerzas intermoleculares medias

Como resultado, los líquidos tienen una cohesión de valores muy variables. Debido a ello, estas sustancias adquieren propiedades como:

• Viscosidad: El líquido se resiste a fluir. Mientras mayor sea la cohesión, más difícil es hacerlo desplazarse sobre una superficie o a través de una tubería, y más tardará en llegar a otro punto.
• Punto de ebullición: Es la temperatura a la que el líquido se va a transformar al estado gaseoso, por acción de un aumento de temperatura. Mientras mayor sea la cohesión, más difícil es hacer que el líquido entre en esta transformación.
• Densidad: Es la cantidad de masa del líquido por cada unidad de volumen. Si la cohesión es grande, las partículas se agruparán más juntas, y será más denso el material.

La cohesión en el estado gaseoso

En el estado gaseoso, las partículas tienen características como:

• Movimiento veloz y aleatorio
• Energía cinética alta (debida al movimiento)
• Fuerzas intermoleculares muy pequeñas

Como resultado, los gases tienen una cohesión muy escasa, y se podría decir incluso que no la tienen. Esto puede cambiarse variando las condiciones a las que se encuentre sometido el gas.

Factores que modifican la cohesión

La cohesión es la propiedad que indica lo juntas que se encuentran las partículas de las sustancias. Como ya se ha aclarado, esta unión se debe a su movimiento, a su energía cinética y a las fuerzas intermoleculares. Los factores que van a modificar la cohesión son aquellos que afectan a estas tres características.

Se trata de:

• Presión
• Temperatura

La presión, por definición, es una fuerza ejercida sobre un área; de manera que es una fuerza que va a actuar comprimiendo la sustancia y limitando el sitio que ocupa. Dado que los sólidos y los líquidos son sustancias que no se pueden comprimir, este factor sólo afecta a los gases. Con una gran presión, el gas va a abarcar muy poco espacio, por lo que su cohesión será mayor.

La temperatura es la más importante condición que va a hacer variar la cohesión. Por definición, la temperatura es la energía cinética promedio de las partículas de una sustancia. Si esta se aumenta, se va a lograr que estas se empiecen a agitar, y a mover más rápido. Por tanto, la cohesión entre ellas va a disminuir.

Si la temperatura se reduce, se va a lograr que estas se agrupen más y se compacten, perdiendo movimiento. Por tanto, la cohesión entre ellas va a aumentar. Los cambios en temperatura para variar la cohesión aplican para sólidos, líquidos y gases.

Ejemplos de materiales con cohesión

El agua: cuando dos gotas de agua coinciden en su recorrido y hacen contacto, se unen para formar una sola gota, gracias a la cohesión.

Los metales: cuando se someten a una fundición, las barras rígidas de hierro se van derritiendo, y sus partículas se van dispersando como líquido. La temperatura ha vencido su cohesión.

Las rocas: se necesita una fuerza enorme para romper una roca. Incluso podemos recurrir a maquinaria pesada para lograrlo, porque es difícil vencer su cohesión.

La gelatina: cuando se deja calentar al sol, su tambaleante masa se derrite y se convierte en un líquido. El calor ha aumentado su temperatura y vencido su cohesión. Si se enfría de nuevo, va a tomarla de vuelta. 

El vidrio: la cohesión del vidrio puede apreciarse cuando se encuentra a altas temperaturas, en su forma líquida. Al unir dos masas de este, con una coloración roja amarillenta por el calor, estas se combinan al instante.

El hielo: se trata de agua llevada a temperaturas inferiores a los 0°C. Es notable el aumento de su cohesión. De haber sido un líquido a temperatura ambiente, el agua se ha endurecido y ordenado en su estructura molecular.

Los pegamentos: estos son sustancias que producen un efecto de cohesión al distribuirse entre dos superficies adecuadas. Por ejemplo, dos placas de cartón. Estas se van a mantener unidas gracias a la naturaleza química del pegamento.

El cianoacrilato: es también un pegamento, de color transparente y que comienza a actuar mejor si una de las superficies a pegar está un poco húmeda. Su trabajo de generar cohesión entre dos superficies es casi instantáneo y muy efectivo.

El mercurio: es el único metal que se presenta líquido a la temperatura ambiente. Si se vierte sobre una superficie, mostrará su enorme cohesión: las gotas que queden se van a ir uniendo entre sí, dejando impecable alrededor, sin quedar nada sobrando.

Los imanes: Estos materiales generan, gracias al fenómeno de la atracción magnética, un cierto grado de cohesión entre ellos. Del mismo modo se puede lograr, pero con los electroimanes, variando el campo magnético.