Fenomeno mojado y no mojado

INTRODUCCIÓN

La mojabilidad es una propiedad importante en la evaluación de una formación,

debido a que la roca puede ser mojada por agua o mojada por aceite, si el sólido no tiene una fuerte preferencia por un fluido o el otro, la condición se denomina mojabilidad intermedia o neutra. Se usará el término "mojabilidad mixta " para cualquier material cuya mojabilidad no es homogénea.

Como hemos visto las propiedades de los fluidos están todas correlacionadas desde un punto de vista físico-químico, y en este trabajo describiremos el concepto de lo que es la mojabilidad, la explicación del fenómeno mojado y no mojado y su relación con las demás propiedades de los fluidos antes vistas en este curso, así como sus aplicaciones a la vida diaria.

DEFINICION DE FENOMENO MOJADO Y NO MOJADO

La mojabilidad de un sistema sólido/líquido/líquido se puede definir como la tendencia de un fluido a adherirse a la superficie de un sólido en presencia de otro fluido, siendo las distintas fases del sistema inmiscibles una en la otra. En un sistema roca/salmuera/aceite la mojabilidad es una medida de la preferencia que la roca tiene hacia el agua o hacia el aceite.

La mojabilidad depende de las interacciones intermoleculares entre las moléculas superficiales de las sustancias o sustancia-superficie que estén en contacto y esto lo vemos reflejado cuando colocamos una gota de líquido sobre la superficie horizontal de un sólido, comúnmente adopta una forma curva, denominada menisco

A través de la formación de esta figura es que podemos saber si el líquido moja o no, debido al ángulo formado entre el menisco y la superficie sólida, este ángulo se llama ángulo de contacto, o interfacial, y depende del líquido y el sólido que hacen contacto. Otro punto de vista que se debe de observar para la mojabilidad son las fuerzas intermoleculares:

 Si la atracción de las moléculas del líquido es mayor que las del sólido, el líquido NO moja.

 Si la atracción de las moléculas del sólido resulta mayor que las del propio líquido, el líquido MOJA.

DETERMINACION DEL TIPO DE MOJABILIDAD A PARTIR DEL ANGULO DE CONTACTO.

Ahora bien, desde un punto de vista físico para que un fluido sea ¨mojable¨, necesitamos tomar en cuenta el modelo de Young donde se establece el ángulo de contacto. Al tener una fase acuosa sobre una superficie sólida, es común que se vea algo similar a lo que se muestra en la figura A siguiente:

Una gota de agua puesta sobre una superficie sólida describe un ángulo θ entre la horizontal y la región donde se intersecan las tres fases implicadas en el fenómeno una de ellas es la fase vapor.

El balance vectorial de las tensiones interfaciales implicadas en la figura A anterior, nos lleva a la figura B siguiente:

Figura B. Sistema cartesiano de las tensiones interfaciales

correspondientes a la figura A anterior, en rojo se muestra la proyección de σlv en X.

El balance de fuerzas o tensiones con respecto a la horizontal y que se aprecian en la figura B anterior, están plasmadas en la siguiente ecuación: σlv cos θ = σsv - σsl

La expresión A anterior, es conocida como ecuación de Young. Una fase que se resista a “mojar” una superficie sólida, describirá un ángulo θ mayor a 90°, de modo que: si θ → 180°, cos θ → -1,

Lo anterior implica que la tensión interfacial sólido-líquido es mucho mayor que el sólido vapor, por ello el sistema buscará que la superficie “mojada” o recubierta sea la menor posible. si θ → 0°, cos θ → 1

Lo anterior indica que si la tensión interfacial sólido-líquido es mucho menor que el sólido vapor, el sistema buscará que la superficie “mojada” o recubierta sea la mayor posible y el líquido se esparcirá.

TIPOS DE SUPERFICIES DE INTERACCIÓN

SUPERFICIES DE ALTA ENERGIA:

• Sólidos como los metales, los vidrios y las cerámicas, se conocen como «sólidos duros» porque sus enlaces químicos son muy fuertes.

• Por tanto, es necesaria una gran cantidad de energía para romper dichos sólidos; se les denomina superficies de «alta energía». La mayoría de los líquidos moleculares presentan mojabilidad completa al estar en contacto con este tipo de superficies.

SUPERFICIES DE BAJA ENERGIA:

• Por otro lado, entre las superficies de «baja energía» se encuentran los cristales moleculares débiles, como los fluorocarbonos y los hidrocarbonos, en los que las moléculas se encuentran unidas esencialmente por las interacciones entre las mismas, ya sea mediante puentes de hidrógeno o fuerzas de Van der Waals. En este caso, la mojabilidad dependerá del tipo de líquido escogido, pudiendo ser parcial o completa.

TIPOS DE SUPERFICIES EN CONTACTO CON AGUA

En el caso del agua, una superficie en la cual la mojabilidad sea alta se denomina hidrofílica, y en caso contrario hidrofóbica. Las superficies superhidrofóbicas presentan ángulos de contacto mayores a 150°, produciéndose un escaso contacto entre la gota líquida y la superficie. Este fenómeno se denomina efecto lotus. Para líquidos distintos al agua, se utiliza el término liófilo para designar a la condición de ángulo de contacto pequeño, y liófobo para ángulos de contacto grandes. De modo similar, se utilizan los términos onmifóbico y onmifílico para líquidos polares y apolares, respectivamente.

Hidrofóbicas:

• Sustancias que son, en apariencia, repelidas por el agua o que no se pueden mezclar con ella. Un ejemplo de sustancias hidrófobas son los impermeabilizantes.

Hidrofílicas:

• Sustancia que tiene afinidad por el agua. En una disolución o coloide, las moléculas hidrófilas son a su vez lipófobas, es decir, no se pueden mezclar con lípidos o grasas.

EFECTO LOTO

Las gotas de lluvia al tocar la superficie

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