tension superficial

TENSIÓN SUPERFICIAL

MARCO TEÓRICO
Las moléculas que se encuentran sobre la superficie de un líquido están sometidas a fuerzas atractivas debido a las moléculas que se encuentran en el interior, una fuerza resultante, cuya dirección está en un plano tangente a la superficie, actúa de tal manera que busca contraer la superficie del líquido lo máximo posible. La magnitud de esta fuerza porunidad de longitud se conoce como la tensión superficial (γ) del líquido. La tensión antes mencionada puede existir también en la interface entre dos líquidos inmiscibles, esta tensión se denomina tensión interfacial.

La constante se denomina tensión superficial o tensión interfacial. Sus unidades son fuerza.longitud-1 o sea dina.cm-1 o N.m-1
La tensión superficial depende de la naturaleza dellíquido y del gas que lo rodea (aire en general, saturado con el líquido). La tensión superficial se puede medir por varios métodos, entre ellos están el método de la elevación capilar y el método del anillo (Tensión DuNoy).
Método de elevación capilar:
Cuando un líquido descansa sobre una superficie sólida, el ángulo entre el líquido y el sólido puede ser mayor o menor de 90 grados y sedenomina ángulo de contacto. En el método de elevación capilar se aprovecha la circunstancia que el ángulo de contacto es muy pequeño. En estas condiciones el líquido asciende en el capilar, debido a la tensión superficial hasta que la fuerza que lo hace ascender sea contrarrestada por la fuerza de gravedad.

El radio del capilar se puede determinar empleando una sustancia de tensión superficialconocida (por ejemplo el agua), y despejando el radio de la ecuación anterior.
Método del anillo (Tensiómetro de DuNoy):
Emplea un anillo de un metal noble (platino, iridio u oro) que se introduce dentro del líquido problema, luego mediante una balanza de torsión (previamente calibrada) se determina la fuerza necesaria para sustraer el anillo de la superficie del líquido, dicha fuerza esproporcional a .

Donde:

DATOS
Método del capilar
compuesto
Altura entre niveles (cm)
Etanol
1

Metanol
1,1
Isopropanol
1,2
AGUA
3

Método del anillo (Tensiómetro de DuNoy)
Temperatura del laboratorio: 24 ºC
Masa del papel: 0,5522 g
Lectura en la escala del tensiómetro (n): 32,6
Circunferencia del anillo: 5,9690 cm
compuesto
Lectura en la escala del tensiómetro
Agua
163,2165,2
Sol. Jabón 5gL-1
25,7
27
Sol. Jabón 4gL-1
26,6
26,3
Sol. Jabón 3gL-1
27,8
27,3
Sol. Jabón 2gL-1
28,5
27,9


CÁLCULOS Y RESULTADOS

1. Método del capilar:
Temperatura del laboratorio: 24 ºC
Tensión superficial del agua a la temperatura del laboratorio: 72,75 dina.cm-1
Altura a la cual asciende el agua en el capilar: 3 cm
Radio del capilar: 0,0497 cmTensión superficial del etanol

)



Tensión superficial del metanol

)



Tensión superficial del isopropanol





Líquido
Altura h en el capilar (cm)
Tensión superficial: (dina.cm-1)
Etanol
1
19,69
Metanol
1,1
21,18
Isopropanol
1,2
23,46
AGUA
3
72,75

2. Método del anillo (Tensiómetro de DuNoy):



Valor de S de cada escala del dial del tensiómetro:0,443 dina.cm-1



Tensión superficial del agua


Tensión superficial de la solución de jabón (5gL-1)


Tensión superficial de la solución de jabón (4 gL-1)


Tensión superficial de la solución de jabón (3 gL-1)


Tensión superficial de la solución de jabón (2 gL-1)


sustancia
Lectura promedio de n en el tensiómetro
Tensión superficial: (dina.cm-1)
Agua
164,2
72,74Sol. Jabón 5gL-1
26,3
11,65
Sol. Jabón 4gL-1
26,4
11,69
Sol. Jabón 3gL-1
27,5
12,18
Sol. Jabón 2gL-1
28,2
12,49

3. Realizar un gráfico de tensión superficial Vs concentración para las soluciones de jabón.


4. Consultar las tensiones superficiales de los líquidos empleados, a la temperatura más cercana a la del experimento, y calcular el porcentaje de error en el cálculo de la...