Métodos Pata Determinar Tensión Superficial. Anfifilios Y Tensoactivos. Paracoro"

“Métodos pata determinar tensión superficial. Anfifilios y tensoactivos. Paracoro”

Existen varios métodos para medir la tensión superficial y en general se pueden clasificar de acuerdo al principio que usan de la siguiente forma:

Medición de una fuerza.

Medición de una presión.

Propiedad geométrica.

Métodos basados en la medición de una fuerza

Método de la Placa (Whilhelmy 1863)

(Liquido-Gas )Se utiliza una placa de geometría rectangular perfectamente conocida suspendida verticalmente a una balanza de precisión. El lado inferior de la placa se pone en contacto con la superficie del líquido para que se moje. Luego se ejerce una fuerza vertical sobre la placa para levantarla. La placa se levanta poco a poco, y de cada lado se forma una interfase curva; se levanta la placa hasta que se produzca el arranque.

(Liquido-Liquido) Para interfases liquido-liquido hay que proceder de la forma siguiente. Primero se vierte en el recipiente el líquido menos denso y se hunde integralmente la placa en este líquido. Se mide entonces la fuerza necesaria para equilibrar el sistema F1 (esta fuerza toma en cuenta el empuje de Arquímedes sobre la placa hundida en la fase menos densa). Luego se limpia y se seca la placa. Se vierte entonces el líquido más denso en un segundo recipiente y se baja la placa hasta establecer el contacto. Luego se saca la placa hasta una posición levemente más baja que el arranque. Luego se vierte cuidadosamente el líquido menos denso hasta recubrir la totalidad de la placa. Finalmente se procede a levantar la placa hasta producirse el arranque, lo cual ocurre con una fuerza F2. La fuerza neta requerida F2-F1 permite calcular la tensión como en el caso anterior.

Método del Anillo (Nouy 1919)

En el método de Nouy, se reemplaza la placa rectangular suspendida verticalmente por un anillo tórico suspendido horizontalmente, en forma perfectamente paralela con la superficie o interfase. El anillo tiene un radio R, y esta hecho con un alambre de radio r, resultando en un perímetro total de L= 4πR. Nótese que este perímetro es una aproximación, ya que no toma en cuenta la posición exacta de la linea de contacto trifásico respecto al anillo. En todo caso es válido si r << R. Para medir la tensión superficial, se procede como en el caso del método de la placa. Primero se moja (completamente) el anillo y luego se procede a levantarlo hasta el arranque.

El anillo está fabricado en una aleación de platino con iridio. Las dimensiones típicas son: radio del toro R = 9,545 mm, radio del alambre

r = 0,185 mm, longitud de la línea de contacto L = 120 mm. Desde el punto de vista práctico, más grande R y más pequeño r, mejor la precisión

Geometría del anillo de Nouy

Métodos Basados sobre una medida de Presión.

Ascenso Capilar

Si se coloca dentro de un líquido a un tubo capilar cuyo material es mojable por el líquido, se observa que el líquido asciende en el tubo. En la posición de equilibrio, se puede escribir diversas ecuaciones para dar cuenta de la ley de la hidrostática y de la ley de Laplace

- Entre el punto A y el punto B, ambos en el líquido y a mismo nivel ∆P=0.

- Entre el punto B y el punto C de parte y otra de una interfase plana (curvatura cero o radio de curvatura R infinito), ∆P=0.

- Entre el punto C y el punto E situados ambos dentro de un gas de densidad despreciable, ∆P = ρ g h = 0

(porque ρ = 0)

- Entre el punto D y el punto E situado de parte y otra de una interfase curva, la ecuación de Laplace indica

P_E-P_D =∆P =2γ/( r)

donde r es el radio de curvatura de la interfase, ya que se supone de un lado que por ser pequeño el radio, el menisco es esférico, y que de otro lado el ángulo de contacto es cero.

Por la ley de la hidrostática PD = PA - ρ g h

Combinando estas ecuaciones se obtiene ρ g h=2γ/( r)

Por lo que el ascenso capilar h está relacionado con la tensión interfacial γ.

Presión de Burbuja

Cuando se coloca un tubo dentro de un líquido y que se inyecta un gas dentro del tubo, se forma una burbuja. Se puede demostrar que la presión pasa por un máximo cuando el diámetro de la burbuja iguala al diámetro del tubo capilar.

En efecto si el diámetro excede este valor la burbuja crece y se despega. Un cálculo semejante al anterior llega a la expresión de la presión máxima:

P=2γ/(r )+ ρ g h

En términos simples se puede decir que el gas tiene que vencer la presión capilar más la presión hidrostática.

Los problemas encontrados con este método son la determinación del radio exacto de mojabilidad (debido al espesor no nulo de la pared del capilar - véase Fig. derecha),así como del radio de la burbuja (no necesariamente esférica). Además este método produce un área superficial nueva, y por tanto es un método dinámico.

Métodos Basados sobre una deformación

Estos métodos se basan sobre el hecho de que en ciertas situaciones la tensión superficial o interfacial

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