tension superficial
Páginas: 5 (1008 palabras)
Publicado: 11 de noviembre de 2014
TENSIÓN SUPERFICIAL
I. OBJETIVOS
• Determinar la tensión superficial de líquidos puros(agua)
• Determinar la tensión superficial de disoluciones de sustancias orgánicas tensioactivas (alcoholes).
• Determinar el exceso de concentración en la superficie.
• Estudiar la relación que liga la tensión superficial con la concentración.
II. REVISIÓN BIBLIOGRÁFICA.
Se llama tensiónsuperficial a la fuerza que actúa por unidad de longitud de una película elástica que se extiende (como la que forma una burbuja de jabón, una gota de agua o un globo hinchado). Alternativamente, la tensión superficial, se puede definir como la proporción de aumento de la energía superficial con el área y, en este caso, se medirá en unidades de energía/superficie (J/m2= N/m). Se suele representar con laletra γ (gamma).
Termodinámicamente la tensión superficial es un “fenómeno de superficie” y se relaciona con la tendencia de un líquido a disminuir dicha superficie hasta que su energía de superficie potencial es mínima (condición necesaria para que el equilibrio sea estable). Como la esfera presenta un área mínima para un volumen dado, por la acción de la tensión superficial, la tendencia deuna porción de un líquido lleva a formar una esfera (por ejemplo, gotas de agua) o a que se produzca una superficie curva o menisco cuando está en contacto un líquido con un recipiente.
La tensión superficial es responsable de fenómenos como la resistencia que presenta un líquido a la penetración de su superficie, de la tendencia a la forma esférica de las gotas de un líquido, del ascenso de loslíquidos en los tubos capilares y de la flotación de objetos u organismos en la superficie de los líquidos.
El modelo cinético-corpuscular de la materia puede explicar satisfactoriamente la tensión superficial, suponiendo que en un material elástico cada molécula interacciona mediante una fuerza de ligadura atractiva con las que le rodean. El radio de acción de las fuerzas moleculares esrelativamente
Pequeño, con lo que abarca a las moléculas vecinas más cercanas. La resultante de estas fuerzas de cohesión elástica entre las partículas (por ejemplo, en el caso del agua, fuerzas intermoleculares) es una fuerza neta en cada punto dirigida hacia el interior, con más precisión, hacia el centro de la esfera. En consecuencia, la presión en el interior de la esfera es mayor que en elexterior, puesto que tal presión exterior ha de contrarrestar a la exterior y a la tensión superficial.
Ley de Young y Laplace
En 1805, Young y Laplace dedujeron de forma independiente la fórmula de la diferencia de presión entre el interior y el exterior de una superficie esférica de radio R. La fórmula de Young-Laplace dice que la diferencia de presión es inversamente proporcional al radio dela esfera. Por tanto, aumenta cuando disminuye dicho radio y sería cero en el caso extremo de considerar una superficie plana (radio infinito). Es evidente que, para una película plana, las fuerzas de cohesión no dan resultante alguna en dirección perpendicular a la película.
Una forma de deducir la fórmula de Young y Laplace, consiste en considerar un sector de superficie esférica (S=πR2) de unglobo inflado, como el dibujado en la figura adjunta. Por otra parte, la diferencia entre las fuerzas que hacen las partículas de aire existente en el interior del globo y las del exterior es debida a la diferencia de presión originada por la tensión superficial y, por tanto, suponen fuerzas ejercidas hacia fuera (flechas azules). La fuerza neta resultante, se relaciona con la diferencia depresión mediante: F1 = (p-p0) π•R2
Por otra parte, la mitad izquierda de la burbuja (no representada) para sujetar a la mitad representada ejerce una fuerza hacia la izquierda (flechas rojas en la figura). Esta fuerza es igual a dos veces la tensión superficial, γ, por el perímetro: F2=γ• 2πR
En el equilibrio se tiene que cumplir F1=F2 y, por tanto: p-p0 = 2γ/R
También se puede deducir la...
I. OBJETIVOS
• Determinar la tensión superficial de líquidos puros(agua)
• Determinar la tensión superficial de disoluciones de sustancias orgánicas tensioactivas (alcoholes).
• Determinar el exceso de concentración en la superficie.
• Estudiar la relación que liga la tensión superficial con la concentración.
II. REVISIÓN BIBLIOGRÁFICA.
Se llama tensiónsuperficial a la fuerza que actúa por unidad de longitud de una película elástica que se extiende (como la que forma una burbuja de jabón, una gota de agua o un globo hinchado). Alternativamente, la tensión superficial, se puede definir como la proporción de aumento de la energía superficial con el área y, en este caso, se medirá en unidades de energía/superficie (J/m2= N/m). Se suele representar con laletra γ (gamma).
Termodinámicamente la tensión superficial es un “fenómeno de superficie” y se relaciona con la tendencia de un líquido a disminuir dicha superficie hasta que su energía de superficie potencial es mínima (condición necesaria para que el equilibrio sea estable). Como la esfera presenta un área mínima para un volumen dado, por la acción de la tensión superficial, la tendencia deuna porción de un líquido lleva a formar una esfera (por ejemplo, gotas de agua) o a que se produzca una superficie curva o menisco cuando está en contacto un líquido con un recipiente.
La tensión superficial es responsable de fenómenos como la resistencia que presenta un líquido a la penetración de su superficie, de la tendencia a la forma esférica de las gotas de un líquido, del ascenso de loslíquidos en los tubos capilares y de la flotación de objetos u organismos en la superficie de los líquidos.
El modelo cinético-corpuscular de la materia puede explicar satisfactoriamente la tensión superficial, suponiendo que en un material elástico cada molécula interacciona mediante una fuerza de ligadura atractiva con las que le rodean. El radio de acción de las fuerzas moleculares esrelativamente
Pequeño, con lo que abarca a las moléculas vecinas más cercanas. La resultante de estas fuerzas de cohesión elástica entre las partículas (por ejemplo, en el caso del agua, fuerzas intermoleculares) es una fuerza neta en cada punto dirigida hacia el interior, con más precisión, hacia el centro de la esfera. En consecuencia, la presión en el interior de la esfera es mayor que en elexterior, puesto que tal presión exterior ha de contrarrestar a la exterior y a la tensión superficial.
Ley de Young y Laplace
En 1805, Young y Laplace dedujeron de forma independiente la fórmula de la diferencia de presión entre el interior y el exterior de una superficie esférica de radio R. La fórmula de Young-Laplace dice que la diferencia de presión es inversamente proporcional al radio dela esfera. Por tanto, aumenta cuando disminuye dicho radio y sería cero en el caso extremo de considerar una superficie plana (radio infinito). Es evidente que, para una película plana, las fuerzas de cohesión no dan resultante alguna en dirección perpendicular a la película.
Una forma de deducir la fórmula de Young y Laplace, consiste en considerar un sector de superficie esférica (S=πR2) de unglobo inflado, como el dibujado en la figura adjunta. Por otra parte, la diferencia entre las fuerzas que hacen las partículas de aire existente en el interior del globo y las del exterior es debida a la diferencia de presión originada por la tensión superficial y, por tanto, suponen fuerzas ejercidas hacia fuera (flechas azules). La fuerza neta resultante, se relaciona con la diferencia depresión mediante: F1 = (p-p0) π•R2
Por otra parte, la mitad izquierda de la burbuja (no representada) para sujetar a la mitad representada ejerce una fuerza hacia la izquierda (flechas rojas en la figura). Esta fuerza es igual a dos veces la tensión superficial, γ, por el perímetro: F2=γ• 2πR
En el equilibrio se tiene que cumplir F1=F2 y, por tanto: p-p0 = 2γ/R
También se puede deducir la...
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