Determinación de la tensión superficial

Práctica 3. Determinación de la tensión superficial por el método del peso de la gota

Índice.
1. Introducción teórica.
2. Material utilizado.
3. Reactivos utilizados.
4. Procedimiento experimental
4.1 Preparación de disoluciones
4.2 Calibrado del volumen del picnómetro
4.3 Calibrado del radio de la bureta
4.4 Toma de datos

















1. Introducción teóricaAlguna vez nos hemos fijado como el agua se va acumulando al final de una tubería poco a poco hasta que se forma una gota y cae, se forma otra gota y cae y así sucesivamente.
Si observamos este hecho se observa que las gotas siempre caen cuando alcanzan un determinado volumen. Es decir, no caen a veces gotas pequeñas y luego gotas grandes. Si el flujo de agua se mantiene constante, es un hechoque las gotas desprendidas tienen siempre el mismo tamaño.
Si en vez de agua, el grifo diera alcohol, la gotas se desprenderían antes y su volumen sería notablemente más pequeño. La explicación que justifica el hecho de que líquidos diferentes generen gotas de distinto tamaño, reside en la misma explicación que justifica que algunos insectos puedan “caminar” sobre la superficie del agua.
Laexplicación de todos estos fenómenos reside en una propiedad que tienen todas las sustancias que presentan un límite en su extensión, una frontera que la separe de otra fase diferente. Esta propiedad se denomina tensión superficial.
Se denomina tensión superficial de un líquido a la cantidad de energía necesaria para aumentar su superficie por unidad de área. Esta definición implica que el líquidotiene una resistencia para aumentar su superficie. Esta resistencia es el resultado de las fuerzas intermoleculares del líquido.
Las moléculas situadas en la superficie de una fase experimentan un desequilibrio de fuerzas con respecto a las del interior. Este desequilibrio origina una atracción intermolecular neta hacia el interior. Esta atracción es la responsable del mantenimiento de la faselíquida y causa de que tiendan a tener menor superficie posible para minimizar la energía.
Desde un punto de vista energético, la tensión superficial, es el cociente entre el trabajo que hay que suministrarle al sistema para expandir la superficie y el área expandida, tal que:

Por lo tanto, σ siempre toma valores positivos y sus unidades son de energía/área o fuerza longitud. En la presentepráctica vamos a medir la tensión superficial de distintos líquidos.





2. Materiales de uso.
2 Vasos de precipitado de 100 mL.
4 Matraces Erlenmeyer de 100 mL.
2 Matraces aforados de 100 mL.
1 Bureta de 25 mL.
1 Picnómetro.
1 Jeringuilla con aguja.
Termómetro.

3. Reactivos utilizados
Etanol del 96 %.
NaCl.
Agua.
Dodecilbencenosulfonato sódico.

4. Procedimiento experimental.4.1 Preparación de disoluciones
Para llevar a cabo nuestro proceso experimental debemos preparar dos disoluciones a una determinada concentración.
100 mL de NaCl al 3% Volumen.
Por lo tanto peso 3 g de NaCl (s), disuelvo en agua y enraso a 100 mL.
Peso real tomado en el laboratorio= 3.10 g NaCl.
100 mL de dodecilbencenosulfonato sódico al 0,2 % Volumen.
Por lo tanto peso 0,2 g de sal,disuelvo en agua y enraso a 100 mL.
Peso real tomado en el laboratorio=0.204 g de dodecilbencenosulfonato sódico.


4.2 Calibrado del volumen del picnómetro.
El picnómetro es un utensilio de laboratorio que sirve para medir densidades de líquidos. Para ello debemos conocer su volumen y a partir del peso del líquido lo calibramos a la temperatura de trabajo del laboratorio.





Para llegar anuestro objetivo, la calibración del picnómetro, realizamos los siguientes procesos y cálculos.
a) Se pesa el picnómetro seco = 13.19 g
b) Se mide la Tª con un termómetro = 19.2 ºC
c) Llenamos el picnómetro con agua hasta rebosar y colocamos el tapón. Con ayuda de una jeringuilla lo enrasamos.
d) Nuevamente pesamos el picnómetro lleno = 24.29 g
Peso H2O = masa picnómetro lleno – masa...