Tension Superficial

Introducción
La tensión superficial cumple un papel muy importante en la fisicoquímica de superficies. La tensión superficial de un líquido se define normalmente como la fuerza que actúa perpendicularmente a cualquier línea de longitud unidad sobre la superficie del líquido. Sin embargo, esta definición, aunque resulta apropiada en el caso de películas líquidas tales como espuma, es algoimprecisa puesto que no hay una fuerza elástica o fuerza tangencial como tal en la superficie de un líquido puro. Y para determinar la tensión superficial existen los cuales pueden ser: unos podrían ser estáticos o dinámicos, dependiendo del tiempo de permanencia de la superficie o también métodos basados en tubos capilares o superficies curvas.

Objetivos

← Que el estudiante pueda explicar comoocurre el fenómeno de la tensión superficial.

← Que el estudiante comprenda porque la longitud en la tensión superficial no influye, mientras que el radio de los objetos si.

Marco Teórico

En un fluido cada molécula  interacciona con las que le rodean. El radio de acción de las fuerzas moleculares es relativamente pequeño, abarca a las moléculas vecinas más cercanas. Vamos a determinar deforma cualitativa, la resultante de las fuerzas de interacción sobre una molécula que se encuentra en
• A, el interior del líquido
• B, en las proximidades de la superficie
• C, en la superficie
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Consideremos una molécula (en color rojo) en el seno de un líquido en equilibrio, alejada de la superficie libre tal como la A. Por simetría, la resultante de todas las fuerzasatractivas procedentes de las moléculas (en color azul) que la rodean, será nula.
En cambio, si la molécula se encuentra en B, por existir en valor medio menos moléculas arriba que abajo, la molécula en cuestión estará sometida a una fuerza resultante dirigida hacia el interior del líquido.
Si la molécula se encuentra en C, la resultante de las fuerzas de interacción es mayor que en el caso B.
Lafuerzas de interacción, hacen que las moléculas situadas en las proximidades de la superficie libre de un fluido experimenten una fuerza dirigida hacia el interior del líquido.
Como todo sistema mecánico tiende a adoptar espontáneamente el estado de más baja energía potencial, se comprende que los líquidos tengan tendencia a presentar al exterior la superficie más pequeña posible.
Coeficiente detensión superficial
Se puede determinar la energía superficial debida a la cohesión mediante el dispositivo de la figura.
Una lámina de jabón queda adherida a un alambre doblada en doble ángulo recto y a un alambre deslizante AB. Para evitar que la lámina se contraiga por efecto de las fuerzas de cohesión, es necesario aplicar una fuerza F al alambre deslizante.
La fuerza F es independiente de lalongitud x de la lámina. Si desplazamos el alambre deslizante una longitud Dx, las fuerzas exteriores han realizado un trabajo FDx, que se habrá invertido en incrementar la energía interna del sistema. Como la superficie de la lámina cambia en DS=2dDx (el factor 2 se debe a que la lámina tiene dos caras), lo que supone que parte de las moléculas que se encontraban en el interior del líquido sehan trasladado a la superficie recién creada, con el consiguiente aumento de energía.
Si llamamos a g la energía por unidad de área, se verificará que
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la energía superficial por unidad de área o tensión superficial se mide en J/m2 o en N/m.
La tensión superficial depende de la naturaleza del líquido, del medio que le rodea y de la temperatura. En general, la tensión superficial disminuyecon la temperatura, ya que las fuerzas de cohesión disminuyen al aumentar la agitación térmica. La influencia del medio exterior se comprende ya que las moléculas del medio ejercen acciones atractivas sobre las moléculas situadas en la superficie del líquido, contrarrestando las acciones de las moléculas del líquido.
Medida de la tensión superficial de un líquido

El método de Du Nouy es uno...