tensión superficial

La tensión superficial γ, se define como la fuerza superficial F por longitud unitaria L sobre la que actúa.
La tensión superficial de un líquido es la cantidad de energía necesaria para aumentar su superficie por unidad de área. Cabe mencionar que este fenómeno de tensión superficial se puede dar entre dos líquidos inmiscibles y se denomina tensión interfacial.
La tensión superficial es unafuerza que genera una tensión en la superficie de los líquidos, donde el fluido esta en contacto con otro no miscible o con una frontera solida. El origen de esta fuerza viene dado por la cohesión intermolecular en el fluido y las fuerzas de adhesión del fluido al sólido que hace de frontera.
La tensión superficial es una fuerza perpendicular a la superficie del líquido y dirigida hacia el seno deeste. Esta fuerza tiende a hacer que el líquido asuma el estado de energía mínima y como es un hecho observado que una gota de líquido en caída libre asume el área de superficie más pequeño, correspondiente a la forma esférica, el estado de mínima energía para una gota liquida es el de mínima superficie.
El fenómeno de la tensión superficial se debe a las fuerzas de atracción intermolecularesen el seno del líquido. Para aumentar la superficie han de moverse moléculas desde el seno del líquido hasta la superficie, contra las fuerzas de atracción intermoleculares. Por consiguiente, para aumentar la superficie ha de realizarse trabajo o lo que es lo mismo, suministrarse energía.
También se puede definir como la fuerza en dinas que actúan en dirección perpendicular sobre toda línea de 1cmde longitud en la superficie.
Unidades:
dinas.cm -1
N m-1
Kg s-2
J m-2
La tensión superficial depende de la temperatura y de la naturaleza del líquido al igual que las fuerzas intermoleculares. Puesto que W = fuerza x desplazamiento podemos expresar la tensión como:


El valor de la tensión superficial disminuye al aumentar la temperatura como consecuencia de la disminución delas fuerzas de cohesión intermolecular.
Depende de la superficie libre del líquido.
La tensión superficial es causada por los efectos de las fuerzas intermoleculares que existen en la interfase. La tensión superficial depende de la naturaleza del líquido, del medio que le rodea y de la temperatura. Líquidos cuyas moléculas tengan fuerzas de atracción intermoleculares fuertes tendrán tensiónsuperficial elevada.

1. ¿Qué métodos conoce para su determinación?
Método de la gota: el proceso de formación de una gota en el extremo de una superficie sólida, es un fenómeno regido por la tensión superficial. Para que una gota de líquido se desprenda y caiga, es preciso que su peso supere e una cantidad infinitesimal al trabajo ejercido por la tensión superficial para la ampliación de susuperficie.
Método de la burbuja: este método está basado en la medida de la presión que tiene la parte cóncava de una burbuja que desciende del líquido problema. Dicha presión coincide con la presión máxima necesaria para hacer salir una burbuja por un tubo capilar, de radio “r”, introduciéndolo en un líquido problema a una superficie conocida. Esta presión máxima se mide en el manómetro inclinado enla práctica.
Método de elevación capilar: se aprovecha de la circunstancia de que el ángulo de contacto sea muy pequeño; en estas condiciones el líquido asciende por el capilar debido a la tensión superficial hasta que la fuerza que lo hace ascender sea contrarrestada por la fuerza de gravedad.
Método del anillo: El método DuNouy es uno de los más conocidos. Este tensiómetro esta diseñado paramedir rápidamente la tensión de los líquidos


Es importante, antes de describir este método, que algunos líquidos tienen la capacidad de ascender por las paredes de un tubo de vidrio capilar, cuando la superficie del líquido toca el vidrio, porque las fuerzas de adhesión liquido-vidrio son mayores que las de cohesión liquido-liquido, por lo que el liquido contenido en el capilar, sube hasta...