Oppervlaktespanning

Zoals je waarschijnlijk wel weet, bestaat water uit H2O moleculen. Alhoewel elk molecuul elektrisch neutraal is, is er wel sprake van een ladingsverdeling in elk molecuul.

Door een statisch gemaakt kammetje (positief) naast een dunne waterstraal te houden, kun je dit zichtbaar maken. De waterstraal buigt namelijk af, doordat het kammetje de (negatieve kant van de) moleculen naar zich toetrekt.

In een bakje met water gaan de moleculen zich ook zodanig ordenen, dat de positieve kant van het ene molecuul zich richt op de negatieve kant van het andere molecuul. Er ontstaan zogenaamde waterstofbruggen (weergegeven met stippellijnen). Een molecuul in het midden van de vloeistof wordt naar alle kanten even hard aangetrokken, maar een molecuul op het grensvlak met de lucht wordt naar binnen getrokken, zodat het de vloeistof niet makkelijk kan verlaten.

Horizontaal houden de moleculen door hun onderlinge aantrekkingskracht de gelederen gesloten en er werkt een netto kracht op deze moleculen richting de vloeistof. Hierdoor ontstaat een de oppervlaktespanning.

Op het grensvlak vormen de watermoleculen dus als het ware een soort vliesje, dat zeer moeilijk te doorbreken valt. Als je bij een sprong in het water plat op het oppervlak terecht komt, kan het water aanvoelen als beton.

Oppervlaktespanning maakt het ook mogelijk dat dit insect (een 'schaatsenrijder') op het water kan lopen en dat de naald op het water kan blijven drijven (zoals in de foto's hierboven te zien is).

Door een klein beetje zeep toe te voegen aan het water, wordt de band tussen de watermoleculen (de waterstofbruggen) verbroken. Je kunt dit goed zien als je een druppel zeep toevoegt aan een mengsel van peper en water. Mijn dochters maakten hierover een kort filmpje om ten tijde van het coronavirus het belang belang van handen wassen aan te tonen.