Determinacion De La Tension Superficial

Instituto Politécnico Nacional

Escuela Superior de Ingeniería Química e Industrias Extractivas

Laboratorio Termodinámica Básica II

Practica 7 y 8
Determinación de la tensión superficial y aplicación de las propiedades criticas de una sustancia pura a diferentes temperaturas.

Grupo 1IM48 Sección B

Turno Matutino Fecha: 7-05-2012

Objetivo

* Determinar la tensiónsuperficial de líquidos por el método de Du Nouy, también conocido por el método del anillo.

Introducción teórica

Se llama sustancia pura a aquella que no se puede descomponer en otras mediante procedimientos físicos (como calentamiento o un campo magnético), ésta puede contener 1 o más sustancias que no se combinen (como el agua y el aceite). Es posible que la sustancia pura se descompongamediante procesos químicos. Si ello es posible, se dice que la sustancia es compuesta; en caso contrario, se dice que es una sustancia simple.

Tensión superficial

Las moléculas de un líquido se atraen entre sí, de ahí que el líquido esté "cohesionado". Cuando hay una superficie, las moléculas que están justo debajo de la superficie sienten fuerzas hacia los lados, horizontalmente, y hacia abajo,pero no hacia arriba, porque no hay moléculas encima de la superficie.

El resultado es que las moléculas que se encuentran en la superficie son atraídas hacia el interior de éste. Para algunos efectos, esta película de moléculas superficiales se comporta en forma similar a una membrana elástica tirante (la goma de un globo, por ejemplo). De este modo, es la tensión superficial la que cierrauna gota y es capaz de sostenerla contra la gravedad mientras cuelga desde un gotario. Ella explica también la formación de burbujas.
La tensión superficial se define en general como la fuerza que hace la superficie (la "goma" que se menciona antes") dividida por la longitud del borde de esa superficie (OJO: no es fuerza dividida por el área de la superficie, sino dividida por la longitud delperímetro de esa superficie). Por ejemplo,

donde F es la fuerza que debe hacerse para "sujetar" una superficie de ancho l. El factor 2 en la ecuación se debe a que una superficie tiene dos "áreas" (una por cada lado de la superficie), por lo que la tensión superficial actúa doblemente.

Sus propiedades principales son:
1) la tensión superficial será el trabajo realizado por unidad desuperficie incrementada. γ> 0 ya que para aumentar el área (dA >0) se requiere realizar trabajo sobre el sistema (dw>0).

2) 2) γ depende de la naturaleza de las dos fases (α y β) puestas en contacto y de la temperatura y la presión. Cuando se habla de la tensión superficial de un líquido nos referimos a la γ de un sistema compuesto por el líquido (L) en equilibrio con su vapor (V). Ya quelas interacciones con las moléculas de la fase gaseosa son despreciables, normalmente, suele medirse la tensión superficial del líquido frente a aire u otros gases inertes a bajas presiones de forma que la solubilidad del gas en el líquido sea despreciable y que la γ no dependa de la naturaleza de la otra fase. El efecto de la presión suele ser muy pequeño ya que, en primera aproximación, podemosconsiderar a las fases condensadas como incompresibles.

3) La γ tiene unidades de energía/unidad de área, o lo que es equivalente de fuerza/unidad de longitud:
Sistema Internacional J m-2= (Nm)m-2=N m-1
Sistema cegesimal erg cm-2=din cm-1(1 din cm-1=10-3 N m-1)

4) La γ puede interpretarse también como un trabajo por unidad de longitud.

5) El valor de γ depende de laintensidad de las interacciones intermoleculares en el líquido, a mayores interacciones mayor valor de la tensión superficial como se observa en la tabla siguiente donde se recogen valores de diferentes líquidos a 25ºC

6) La tensión superficial depende de la temperatura, disminuyendo a medida que ésta aumenta. Desde un punto de vista molecular, el aumento de la temperatura se traduce en...