Mojabilidad

Mojabilidad


Gota de agua sobre una superficie ideal. El ángulo de contacto determina la mojabilidad del líquido.
La mojabilidad[n. 1] es la capacidad que tiene un líquido de extenderse y dejar una traza sobre un sólido. Depende de las interacciones intermoleculares entre las moléculas superficiales de ambas sustancias. Se puede determinar a partir del ángulo que el líquido forma en lasuperficie de contacto con el sólido, denominado ángulo de contacto; a menor ángulo de contacto, mayor mojabilidad.[1]

Superficie de latón. El agua no moja la superficie.

Superficie de vidrio. El agua moja la superficie.
left
La mojabilidad está relacionada con otros efectos, como la capilaridad. Independientemente del valor de la mojabilidad, cualquier líquido sobre una superficie sólidaforma un casquete esférico.[cita requerida] Algunas sustancias disueltas en el agua pueden modificar su tensión superficial y por tanto su mojabilidad.[1]
Contenido * 1 Descripción del fenómeno * 2 Tipos de superficie * 2.1 Mojabilidad en superficies de baja energía * 3 Superficies sólidas ideales * 3.1 Minimización de la energía (tres fases) * 3.2 Relación de Young * 4Superficies sólidas no ideales * 5 Véase también * 6 Notas * 7 Referencias * 8 Bibliografía |
[editar] Descripción del fenómeno
La mojabilidad depende de las fuerzas intermoleculares de los materiales en contacto; las fuerzas adhesivas entre el líquido y el sólido provocan que el líquido se extienda por la superficie, mientras que las cohesivas del líquido hacen que éste se abulte ytienda a evitarla.
El ángulo de contacto es el ángulo que forma el líquido respecto a la superficie de contacto con el sólido, y está determinado por la resultante de las fuerzas adhesivas y cohesivas. Como la tendencia de una gota a expandirse en una superficie plana aumenta con la disminución del ángulo de contacto, este ángulo proporciona una medida de la inversa de la mojabilidad.[2]
Tabladonde se exponen los diferentes ángulos de contacto y sus
correspondientes interacciones sólido/líquido y líquido/líquido.[3] |
Ángulo de contacto | Grado de
mojabilidad | Fuerzas
intermoleculares: |
| | S/L
interacciones | L/L
interacciones |
= 0 | Perfecta | fuerte | débil |
0 < < 90° | Alta | fuerte | fuerte |
| | débil | débil |
90° ≤ < 180° | Baja | débil |fuerte |
= 180° | Nula | débil | fuerte |

Mojabilidad de diferentes fluidos. El fluido A posee una mojabilidad muy pequeña y un ángulo de contacto muy grande (ángulo obtuso), mientras que la mojabilidad del C es muy grande y su ángulo de contacto muy pequeño (ángulo agudo).
Un ángulo de contacto pequeño (< 90°) indica que la mojabilidad es muy alta, y el fluido se extenderá sobre lasuperficie; ángulos de contacto grandes (> 90°) significan que la mojabilidad es baja y el fluido disminuirá el contacto con la superficie, formando una gota compacta.
En el caso del agua, una superficie en la cual la mojabilidad sea alta se denomina hidrofílica, y en caso contrario hidrofóbica. Las superficies superhidrofóbicas presentan ángulos de contacto mayores a 150°, produciéndose un escasocontacto entre la gota líquida y la superficie. Este fenómeno se denomina efecto lotus. Para líquidos distintos al agua, se utiliza el término liófilo para designar a la condición de ángulo de contacto pequeño, y liófobo para ángulos de contacto grandes. De modo similar, se utilizan los términos onmifóbico y onmifílico para líquidos polares y apolares, respectivamente.
Tipos de superficie
Existendos tipos principales de superficies sólidas con las que los líquidos pueden interactuar. Tradicionalmente se han dividido en superficies sólidas de alta y de baja energía. Sólidos como los metales, los vidrios y las cerámicas, se conocen como «sólidos duros» porque sus enlaces químicos son muy fuertes. Por tanto, es necesaria una gran cantidad de energía para romper dichos sólidos; se les...