Tensión superficial

MEDICIÓN DE LA TENSIÓN SUPERFICIAL
Método del anillo
El tensiómetro de Du Noüy es un instrumento que consiste en un anillo de platino-iridio que se pone en contacto con la superficie del líquido. La fuerza necesaria para separar el anillo de la superficie del líquido se suministra mediante un hilo de torsión y se registra en dinas sobre un dial calibrado.La tensión superficial del líquido secalcula a partir del diámetro 2R del anillo y del valor de la fuerza ΔF que mide el dinamómetro.

El líquido se coloca en un recipiente, con el anillo inicialmente sumergido. Mediante un tubo que hace de sifón se extrae poco a poco el líquido del recipiente.

Método del ascenso capilar
La capilaridad consiste en el ascenso y descenso de líquidos por tubos delgados, como un cabello, conocidos comotubos capilares. Cuando un líquido moja las paredes del tubo capilar, debido a la adhesión, asciende y, su superficie libre, forma una curvatura llamada menisco cóncavo, y cuando el líquido no moja las paredes del tubo capilar, por su gran cohesión, desciende y su superficie libre forma un menisco convexo. Este fenómeno se presenta en las plantas, ya que la circulación de la savia se realiza através de sus vasos leñosos.
La tensión superficial puede determinarse midiendo el ascenso de un líquido a través de un tubo capilar.

Medición de la tensión superficial por capilaridad
Considérese, como se indica en la figura, un capilar de radio interior r, que se introduce en un líquido capaz de mojar la superficie de aquél. A consecuencia de la tensión superficial, el líquido ascenderá por eltubo capilar hasta que la fuerza responsable del ascenso se equilibra con la fuerza gravitatoria, de sentido contrario, debida al peso del líquido ascendente. La fuerza resultante de la tensión superficial del líquido viene dada, en cualquier punto de la circunferencia, por:
a=γcosθ
Y la fuerza total ascendente que se manifiesta alrededor de la circunferencia interior del tubo será:
2πrγcosθ
Donde esel ángulo de contacto entre la superficie del líquido y la pared del capilar, y es la longitud de la circunferencia interior del capilar. Para el agua y otros líquidos de uso frecuente, el ángulo es muy pequeño debido a que el líquido moja bien la pared del capilar, y por eso, para fines prácticos, se suele considerar a cos como la unidad.
La fuerza debida a la acción de la gravedad (masa xaceleración) que se opone a la responsable del ascenso capilar, viene dada por el producto del área de la sección recta , la altura h de la columna líquida, hasta el punto inferior del menisco, la diferencia de la densidad del líquido ρ y su vapor ρo y la aceleración de la gravedad, es decir, πr2hρ-ρ0g+w, expresión en la que el último término w implica el peso de la parte superior del menisco. Cuandoel líquido ha alcanzado su altura máxima, la cual puede leerse en la graduación del tubo capilar, las fuerzas opuestas antes citadas pueden calcularse despreciando la densidad del vapor, el ángulo de contacto y w, mediante la expresión:
2πrγ=πr2hρg
Y finalmente
γ=12rhρg

Métodos de la placa de Wilhelmy
Del brazo de una balanza cuelga una placa de mica o un cubreobjetos que se sumerge parcialmenteen el líquido.
(a)
(b)

(a) Cuando se usa como método de separación de la superficie, el depósito que contiene el líquido va bajando gradualmente y se anota el tirón sobre la balanza en el punto de despegue. Para una l{amina de longitud “x”, anchura “y” y peso W, suponiendo un ángulo de contacto de cero:
Wdes-W=2(x+y)γ

(b) También puede utilizarse como un método estático para la medida decambios de tensión superficial. Se mide la fuerza necesaria para mantener la placa a un nivel de inmersión determinado al cambiar la tensión superficial.
Método de presión de máxima burbuja
Se mide la tensión superficial de un líquido, a partir de la medida del exceso de la presión en el interior de una burbuja de aire formada en el interior de dicho líquido.
 
El dispositivo experimental se...