TENSION SUPERFECIAL
La tensión superficial suele representarse mediante la letra griega (gamma), o mediante (sigma). Sus unidades son de N·m−1, J·m−2, kg·s−2 o dyn·cm−1(véase análisis dimensional).
Algunas propiedades de :
> 0, ya que para aumentar el estado del líquido en contacto hace falta llevar más moléculas a la superficie, con lo cual disminuye la energía delsistema y es
o la cantidad de trabajo necesario para llevar una molécula a la superficie.
depende de la naturaleza de las dos fases puestas en contacto que, en general, será un líquido y un sólido. Así, la tensión superficial será igual por ejemplo para agua en contacto con su vapor, agua en contacto con un gas inerte o agua en contacto con un sólido, al cual podrá mojar o no (véase capilaridad)debido a las diferencias entre las fuerzas cohesivas (dentro del líquido) y las adhesivas (líquido-superficie).
se puede interpretar como un fuerza por unidad de longitud (se mide en N·m−1). Esto puede ilustrarse considerando un sistema bifásico confinado por un pistón móvil, en particular dos líquidos con distinta tensión superficial, como podría ser el agua y el hexano. En este caso el líquidocon mayor tensión superficial (agua) tenderá a disminuir su superficie a costa de aumentar la del hexano, de menor tensión superficial, lo cual se traduce en una fuerza neta que mueve el pistón desde el hexano hacia el agua.
El valor de depende de la magnitud de las fuerzas intermoleculares en el seno del líquido. De esta forma, cuanto mayor sean las fuerzas de cohesión del líquido, mayor será sutensión superficial. Podemos ilustrar este ejemplo considerando tres líquidos: hexano, agua y mercurio. En el caso del hexano, las fuerzas intermoleculares son de tipo fuerzas de Van der Waals. El agua, aparte de la de Van der Waals tiene interacciones de puente de hidrógeno, de mayor intensidad, y el mercurio está sometido al enlace metálico, la más intensa de las tres. Así, la de cada líquidocrece del hexano al mercurio.
Para un líquido dado, el valor de disminuye con la temperatura, debido al aumento de la agitación térmica, lo que redunda en una menor intensidad efectiva de las fuerzas intermoleculares. El valor de tiende a cero conforme la temperatura se aproxima a la temperatura crítica Tc del compuesto. En este punto, el líquido es indistinguible del vapor, formándose una fasecontinua donde no existe una superficie definida entre ambos, desapareciendo las dos fases. Al haber solamente una fase, la tensión superficial vale 0.
Métodos estáticos: la superficie se mantiene con el tiempo[editar]
1) Método del anillo de Noüy: Calcula la F necesaria para separar de la superficie del líquido un anillo. F=4πR (siendo R el promedio del radio externo e interno del anillo.
2) Métododel platillo de Wilhelmy: Medida de la F para separar la superficie de una delgada placa de vidrio. Precisión de 0,1 %.
Métodos dinámicos: la superficie se forma o renueva continuamente[editar]
1) Tensiómetro (Método de presión de burbuja): En un líquido a T cte se introduce un capilar de radio R conectado a un manómetro. Al introducir gas se va formando una burbuja de radio r a medida queaumenta la P en el manómetro. Al crecer r disminuye hasta un mínimo, r=R y después vuelve a aumentar. Esto hace posible su uso en ambos, laboratorios de investigación y desarrollo, así como monitoreo del proceso directamente en la planta.
CAPILARIDAD
La capilaridad es una propiedad de los líquidos que depende de su tensión superficial la cual, a su vez, dependede la cohesión del líquido y que le confiere la capacidad de subir o bajar por un tubo capilar.
Cuando un líquido sube por un tubo capilar, es debido a que la fuerza intermolecular o cohesión intermolecular entre sus moléculas es menor que la adhesión del líquido con el material del tubo; es decir, es un líquido que moja. El líquido sigue subiendo hasta que la tensión superficial es equilibrada...
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