Ecuacion De Gibbs

Adsorción y Ecuación de Gibbs

Los tensoactivos son moléculas con actividad superficial que están constituidas por un grupo hidrofilico (polar o iónico) y una cadena hidrofóbica o hidrocarbonada. En disolución acuosa, cada molécula o monómero del tensoactivo migra a la superficie debido al efecto hidrofóbico de la cadena hidrocarbonada (adsorción en interfases gas/ liquido), orientado los grupos polares o hidrofílicos hacia el interior la superficie de la solución y la cadena hidrocarbonada sobre ella. Dependiendo de las características estructurales de las cadenas, éstas adoptaran un tipo específico de conformación sobre el área superficial.

Cuando a superficie de la disolución se encuentra totalmente ocupada por el agente superficial tensoactivo , las moléculas en el seno de la solución recurren a una segunda alternativa energética, que consiste en la agregación espontanea o en la formación de micelas en solución, donde los grupos polares se reúnen adoptándola forma esférica sobre las cadenas hidrocarbonadas ; estado que refleja un mínimo de energía. Estos agregados, distribuidos en el liquido, mantienen un equilibrio con las moléculas libres del tensoactivo en disolución y en al superficie.

Esta descripción cualitativa surge de la ecuación fundamental de la termodinámica de superficies; la ecuación de adsorción de Gibbs en fases fluidas, referidas al proceso de adsorción liquido – vapor y a la observación del comportamiento de la tensión superficial de tensoactivos en disolución, relativa a la variación de la concentración. Esta ecuación expresada en términos del potencial químico ideal de la solución.

La ecuación de adsorción de Gibbs indica que Γ depende de la concentración de la disolución y de la variación local de la presión superficial π o tensión superficial con respecto a la composición de la disolución, bajo condiciones isotérmicas.

En la interfase, las moléculas de los tensioactivos experimentan menos interacciones con otras moléculas y por lo tanto llevar una molécula de la disolución a la interfase requiere energía.

La energía libre, ΔG, necesaria para crear una unidad de superficie se denomina la energía libre superficial y se define en términos de energía libre de Gibbs:

ΔG = γΔA

Donde γ es la tensión superficial. La energía libre superficial es igual a la tensión superficial de un líquido, y por lo tanto se puede expresar tanto como energía por unidad de área (J/m2) o por la fuerza por unidad de distancia (N/m). Los líquidos con fuerzas intermoleculares fuertemente atractivas muestran altas tensiones superficiales.

La tensión superficial de los líquidos puede ser afectada por la adición de tensioactivos debido a que éstos disminuyen la tensión superficial del líquido al concentrarse en la interfase agua-aire.

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