Estudio De Adsorción De Butanol En La Interfase Aire-Agua

“ESTUDIO DE ADSORCIÓN DE BUTANOL EN LA INTERFASE AIRE-AGUA”



RESUMEN: Se presentó el estudio de adsorción de n-butanol con agua, donde se calculó la tensión superficial de la mezcla mencionada a distintas fracciones molares, también se determinó la concentración superficial de exceso y el área superficial por cada molécula, todo se llevo a cabo por el método de ascenso capilar.PALABRAS CLAVE: Acenso capilar, Área capa superficial, Concentración micelar crítica, Concentración superficial, Ley de absorción de Gibbs, Ley de Young-Laplace, Tensión superficial.

1 INTRODUCCIÓN

El estudio de las propiedades físicas y químicas de la superficie de contacto entre dos fases (líquido y gas) en un sistema que presenta interacciones entre ellos, obtienen fundamento en que cadafase no es evidentemente homogénea en toda su extensión, donde las moléculas que se encuentran en la zona de contacto poseen un entorno molecular distinto en que la región tridimensional en el cual están en contacto cada fase se denomina como interfase.

Sea Ao el área de la capa superficial en que el número de moléculas es proporcional a Ao, por lo que dAo es la mínima variación en lacantidad de moléculas que están en la interfase producido por un proceso reversible. La cantidad de energía necesaria para que un líquido pueda aumentar la cantidad de moléculas por unidad de área se denomina como tensión superficial.
Con las definiciones nombradas nos situamos en dos líquidos n-butanol y agua, donde existen dos grandes leyes, la primera es la ley de Young-Laplace la cual relacionalas presiones en la capa superficial que separa a estos dos fluidos con las fuerzas de línea producidas por efectos moleculares (alveolo), entonces,





Donde R es el radio de curvatura, resultando,












Siendo r el radio del capilar, reemplazamos (3) en (1),








Sometiendo esta ecuación a la capilaridad donde la presión varía con la altura en funciónde pgh, tenemos,



(5)



Generalmente, la distribución de un soluto entre una superficie de contacto y la fase principal se expresa en términos de exceso superficial. La concentración superficial en exceso “Γ” equivale a n/Ao, donde Ao es el área de la superficie de contacto y n es el exceso superficial. La adsorción del material a una superficie de contacto viene dada por la leyde adsorción de Gibbs donde,


d = - ∑ Γ i dui (6)



El punto de inflexión es lo que se conoce como concentración micelar crítica. Inmediatamente antes de alcanzar esa concentración, las moléculas de surfactante están condensadas en la superficie, lo que permite determinar el área que ocupa cada molécula, Ao, mediante la ecuación,



Ao = 1/(NA Γ) (7)



Detal manera podemos comprender diferentes propiedades que se presentan al mezclar n-butanol con agua, fenómeno que desde el punto de vista termodinámico es muy interesante.





2 OBJETIVOS

Determinar la tensión superficial de una mezcla de agua n-butanol a distintas fracciones molares, por ascenso capilar. Determinar la concentración superficial de exceso y el área superficial porcada molécula.

3 MATERIALES Y MÉTODOS

3.1 MATERIALES

Tubos capilares.
Termómetro.
Picnómetro
Vasos precipitados
Agua destilada
Soluciones de n-butanol 0,1M, 0,2M, 0,4M 0,6M y 0,8M.

3.2 MÉTODOS

Se utilizó un picnómetro limpio y seco para medir la masa de agua destilada en 25 mL a temperatura a 20ªC, luego se vertió el agua en un vaso precipitado , se introdujo ulextremo de un capilar sujeto a un soporte y se registro la altura obtenida, se realizó tres veces esta operación.

Repetir el procedimiento del agua para cada una de las concentraciones n-butanol 0,1M; 0,2M ;0,4M; 0,6M;0,8M teniendo la precaución de ambientar el picnómetro con 3 mL de cada disolución, de igual forma se vierte las disoluciones a un vaso precipitado y se introdujo el extremo de...