Tensión superficial

TENSIÓN SUPERFICIAL
1. VARIABLES QUE LA MODIFICAN

La tensión superficial depende de ciertas variables, como son las siguientes:

1.1 La naturaleza del líquido:

La tensión superficial es una propiedad característica de cada líquido y difiere considerablemente de unos líquidos a otros.

LA INTERFASE

Se dice que cualquier fase de un sistema termodinámico es estrictamente homogénea(con propiedades intensivas constantes en el seno de cada fase). Sin embargo, al tenerse en cuenta los efectos superficiales, es evidente que cada fase no es homogénea en toda su extensión.










(a) Sistema bifásico
(b) Capa interfacial entre 2 fases

La región tridimensional de contacto entre las fases y en la cual las moléculas interaccionan con moléculas de ambas fases sedenomina capa interfacial, capa superficial o interfase. Esta es la zona de transición entre fases α y β, no es homogénea (sus propiedades varían desde las que corresponden a la fase α hasta las que caracterizan a la fase β)

Se define a la tensión interfacial como el trabajo reversible necesario para aumentar el área interfacial. Cuando una de las fases es un gas, se usa mayormente el término“tensión superficial”.

El término “tensión superficial del líquido α”, se refiere a la tensión interfacial de un compuesto por un líquido α en equilibrio con su vapor β. La tensión superficial de los líquidos se mide normalmente frente al aire. Cuando la fase β es un gas inerte a una presión baja o moderada, el valor de la tensión superficial es casi independiente de la composición de β.

Ciertoscálculos mecano-estadísticos y estudios de la luz reflejada por interfaces indican que la capa interfacial entre un líquido puro y su vapor tiene un espesor medio de unos 3 diámetros moleculares. Para interfaces sólido-sólido, sólido-líquido, sólido-gas, la transición entre fases suele ser más brusca que para la interfase líquido-vapor.

1.2 La magnitud de las fuerzas intermoleculares:

Se tienenen cuenta las fuerzas de adhesión, cohesión, de Van der Waals, etc.
El método capilar se basa en el hecho de que la mayoría de los líquidos cuando se ponen en contacto con un tubo fino capilar de vidrio, ascienden por el mismo hasta cierto nivel por encima de la del líquido situado fuera del tubo. Este hecho tiene lugar cuando el líquido moja el vidrio. Es decir, se adhiere a él. Si no lo moja,como en el caso del mercurio por ejemplo, el nivel interior del capilar queda por debajo del externo, y la superficie del mercurio es convexa, en vez de cóncava como en el caso anterior.

Para comprender la teoría del método, tendremos un tubo fino capilar de radio uniforme sumergido en una vasija que contiene un líquido que humedece un capilar. Al humedecer la pared interna del capilar aumentala superficie del líquido y para decrecer la superficie libre aquél ascenderá por cl tubo. En cuanto así sucede, se humedece de nuevo el capilar, y el líquido sigue ascendiendo. Pero este proceso no sigue indefinidamente, sino que se detiene cuando la fuerza de tensión superficial que actúa hacia arriba se iguala con la de la columna liquida.

La capilaridad es el resultado de dos tipos defuerzas. Una de ellas es la cohesión, o atracción intermolecular entre moléculas semejantes (en este caso, las moléculas de agua); la otra fuerza, conocida como adhesión, es una atracción entre moléculas distintas, como las del agua y las del tubo de vidrio. Si la adhesión es más fuerte que la cohesión, el contenido del tubo será impulsado hacia arriba. Este proceso continúa hasta que la fuerza adhesivase contrarresta por el peso del agua en el tubo. Sin embargo, esta acción no es universal entre los líquidos) para el mercurio. En éste, la cohesión es mayor que la adhesión entre el mercurio y el vidrio, de manera que cuando un tubo capilar se sumerge en este líquido, lo que sucede es una depresión o disminución del nivel del mercurio, es decir, la altura del líquido en el tubo capilar...