Tension Superficial

TENSIÓN SUPERFICIAL

Las moléculas que se encuentran en la superficie de
separación entre un líquido y un gas están en
condiciones diferentes a las que se encuentran en el
interior del volumen del líquido

Estabilización de la
molécula en el seno
Energía de la molécula
en el seno

>

Estabilización de la
molécula en la superficie

<

Energía de la molécula en
la superficieEl coeficiente de tensión superficial (γ) es la fuerza por
γ
unidad de longitud que tiende a disminuir el área de una
superficie

L

r
F

Es necesario tener en
cuenta si hay una superficie
libre o dos. Esta película de
líquido posee dos y la
longitud de contacto entre el
líquido y la varilla es 2L

r
-F
r
-F

∆x
r
-F

∆A

F
γ=
2L

[F] = N ; dinas
[γ ] =
[L] m cmF ∆x
W
γ=
⇒γ =
2L ∆ x
∆A

W
γ=
∆A

Trabajo que debe realizar el medio
ambiente para aumentar la superficie
Para llevar una molécula desde el
seno del líquido (situación más
estable) a la superficie (situación
menos estable) el medio ambiente
debe realizar un trabajo (variación de
energía)

[∆G] = J ; ergios
[γ ] =
[A ] m2 cm2

Wm a = ∆G

∆G
γ=
∆A

Variación deenergía libre
superficial

La energía libre superficial es la diferencia de energía
entre las moléculas que se encuentran cerca de la
superficie y las que se encuentran en el interior del
volumen
∆Gsup es proporcional al
área S de la superficie que
se considera

∆Gsup = γ S

El estado más estable de un sistema es el de menor
energía ⇒ es sistema más estable corresponde a unasuperficie de separación mínima

Las fuerzas intermoleculares de atracción entre
moléculas de agua se deben a los enlaces puentes de
hidrógeno que representan una alta energía, por eso la γ
del agua es mayor que la de otros líquidos

La tensión superficial es responsable de:
la resistencia que un líquido
presenta a la penetración de su
superficie
la tendencia a la forma esférica
de lasgotas de un líquido

el ascenso de los líquidos en los
tubos capilares
la
flotación
de
objetos
u
organismos en la superficie de los
líquidos

Variación de la γ del agua por la adición de solutos
SOLUTOS TIPO I:
sales inorgánicas, sacarosa

Interacciones soluto-solvente
favorables
El soluto se estabiliza en el
seno de la solución

γ solución > γ agua
Las moléculas de agua seestabilizan más en el seno de la
solución

Variación de la γ del agua por la adición de solutos
SOLUTOS TIPO II:
compuestos anfipáticos: detergentes,
ácidos biliares, ácidos grasos
Cabeza polar y cola hidrofóbica

El soluto se estabiliza en la
superficie de la solución

γ solución < γ agua
TENSIOACTIVOS

Las moléculas de agua se
estabilizan más en la superficie
de la soluciónVariación de la γ del agua por la adición de solutos
SOLUTOS TIPO III:
compuestos anfipáticos de
cadena corta o mediana

Una vez que la superficie se
satura con el soluto se forman
micelas

Concentración micelar crítica
(CMC)

Burbujas, gotas y pompas:

POMPAS

Las pompas están formadas por
una capa de líquido que forma una
envoltura esférica que separa el
gas de dentro del defuera

La forma esférica es consecuencia de la existencia de la
tensión superficial ya que la esfera es la forma geométrica
que tiene una superficie menor para un volumen dado
La presión en el interior de la pompa (pi) es mayor que la
presión en el exterior (pe) ya que el gas en el interior está
sometido a la presión exterior más la que se deriva de la
fuerza elástica que ejerce la películade líquido

POMPAS
Sobre la mitad superior actúan las
fuerzas de presión que tienden a
expandirla y las fuerzas de tensión
superficial que tienden a contraerla
reduciendo su superficie

pe
pi

Hacia abajo actúa la γ ejercida por la
otra mitad de la pompa en todo el
perímetro de la semiesfera

r
-F

En cada trozo de perímetro actúa
una fuerza vertical hacia abajo que
tira de...