Tensión superficial

1. Introdución

Estudio del comportamiento tensiométrico

2. Estado

Es uno de los tres estados de la materia, sólido, líquido y gaseoso.
El estado gaseoso es donde el gas se comporta como ideal y su ecuación de estado es extremadamente simple. Los gases tienden a un estado límite o ideal donde se pueden despreciar las fuerzas de interacción entre las moléculas.
ElEstado solido existe como el solido cristalino ideal a temperatura baja en que los átomos o moléculas se encuentran distribuidos regularmente en la red cristalina. Las moléculas no se pueden mover en el sólido, sino que están limitadas a oscilar alrededor de su posición de equilibrio.
El estado liquido es diverso del estado gas o del sólido. Aunque la densidad del liquido es poco superiora la del sólido, las moléculas de la sustancia no están sujetas en los puntos de la red cristalina y tienen libertad de movimiento.

3. Fase

En los sistemas homogéneos las propiedades físicas y químicas son iguales.
Así por ejemplo tenemos el agua en estado sólido (hielo), agua en estado líquido o agua en estado gaseoso(Vapor de agua), a cada uno de estos estados le definimoscomo fase sólida, líquida o gaseosa.
Por fase entendemos a un sistema homogéneo en toda su extensión, pudiendo existir en cada fase uno o varios componentes.

4. Superficies

Las fases son porciones homogéneas de sustancias separadas entre sí por superficies.
En casi todas los sistemas la cantidad de materia en la superficie es muy pequeña frente a la que hay en el senode la fase.
En el caso que la superficie en relación con el volumen de sustancia tenga un valor grande, como en la pompa de jabón.
¿las propiedades de la materia en la superficie difieren o no de la del resto de la fase?.
Observamos que los sistemas tienden a espontáneamente a disminuir su superficie.; por ejemplo, cuando se pone en contacto gotas de un líquido, se unen paraformar otra mayor, reduciendo así la relación superficie/volumen.
Desde un punto de vista molecular, las moléculas situados dentro del líquido están rodeadas por todos los lados por otras iguales, con las que ejerce fuerzas atractivas. A pesar de la agitación térmica, que desplaza las moléculas de un lado a otro. Por término medio la resultante de estas fuerzas es nula, por su simetría. Enla superficie, en cambio, hay una fuerte asimetría, ya que en la fase gaseosa hay muchas menos moléculas, que estarán lejos y interaccionarán débilmente. En consecuencia, para las moléculas superficiales la resultante de las fuerzas atractivas no es nula y está dirigida perpendicularmente a la superficie hacia el interior del líquido. Es como si sobre el líquido hubiera una membrana tensa queejerciera fuerza hacia el interior.
Como las interacciones son atractivas, las moléculas tenderán a colocarse en el interior, donde ejercen más interacciones: de ahí que el liquido tienda a disminuir su superficie, que le resulta energéticamente desfavorable.
Estas consideraciones moleculares nos sirven para ver por qué en los gases no existe una superficie propiamente dicha. En ellos,la densidad es tan baja y las interacciones tan débiles que la posible diferencia energética entre una posición superficial y otra en el interior es muy pequeña y es completamente superada por la agitación térmica, que es la dominante.
Los fenómenos superficiales son, pues, característicos de las fases condesadas, y especialmente interesantes en los líquidos, ya que por su elasticidad deforma en ellos da lugar a una serie de fenómenos típicos.
De lo dicho se desprende que la superficie sólo tiene sentido como separación entre dos cosas y sus propiedades dependen de las dos fases en contacto. A estas superficies se le llama interfacies .
El mismo argumento molecular nos hace ver la disimetría de fuerza aparecerá siempre que estén en contacto dos fases cualesquiera....