Reporte 3 Tensión superficial

Introducción

Recordemos que la tensión superficial es una propiedad de los líquidos, derivada de las fuerzas de cohesión entre las moléculas que lo componen. Cada líquido posee un valor característico y propio de tensión superficial y será mayor cuanto mayor sean las fuerzas intermoleculares.

Las fuerzas de atracción entre sus moléculas explican porque los líquidos tratan de minimizar su superficie libre formándose en ella una película con características propias. La superficie contraída es el estado con mínima energía libre superficial. (Castellan, G. 2000)

Cuando consideramos el efecto de un soluto sobre la tensión superficial atendemos primeramente al efecto de dicho soluto sobre las interacciones entre las moléculas.

La tensión superficial del agua se ve afectada por la presencia de sustancias en solución, según el efecto producido se distinguen tres tipos de solutos:

• Sales iónicas:

Son sustancias polares que se solvatan fácilmente, por lo que tienden a permanecer en el seno de la solución atrayendo hacia ellas a las moléculas de agua y sumándose a las fuerzas de cohesión entre estas últimas produciendo un incremento en la tensión superficial. Ejemplo; sales y azúcares.

• Orgánicos:

Son sustancias orgánicas de bajo peso molecular como alcoholes, aminas, ácidos carboxílicos, cuyos grupos polares son afines al agua, pero sus pequeñas cadenas de hidrocarburo son hidrófobas, de modo que emigran a la interfase dejando hacia fuera del agua la cadena hidrófoba y hacia dentro los grupos polares, estos últimos atraen hacia ellos a las moléculas del agua venciendo parcialmente las fuerzas de cohesión y disminuyendo la tensión superficial.

• Tensoactivos:

Presentan igual comportamiento que los solutos orgánicos, pero su efecto sobre la tensión superficial del agua es mucho más marcado, porque sus cadenas hidrófobas son mucho mayores lo que incrementa su tendencia a emigrar a la superficie, Igualmente su parte polar o hidrófila presenta mayor número de grupos polares (OH, COOH,NH2). Sus pesos moleculares son mucho mayores. (Levine, I. 2004)

Cuando hablamos de exceso de soluto superficial nos referimos a la cantidad adicional por unidad de superficie del soluto que está presente en o cerca de la superficie, cuando la superficie está en equilibrio con la fase móvil que contiene el soluto.

Gibbs desarrolló una ecuación de adsorción para la determinación del exceso de soluto superficial, la cual es la siguiente:

[pic 1]

En el presente documento se describe el efecto que tiene el n-propanol a sus diferentes concentraciones sobre la tensión superficial mediante la determinación del valor del exceso de soluto superficial aplicando la ecuación de Gibbs.

Objetivos

• Aplicar la ecuación de adsorción de Gibbs para la determinación del exceso de soluto superficial en el sistema fenol o  n-propanol/agua.

Metodología[pic 2]

Resultados

*Cálculos de tensión superficial

• Para 0.025M

γ= [(1.014 g/cm3)(580 cm/s2)(5.9 cm)(0.0235 cm)] / 2 = 68.88 dinas / cm

• Para 0.05M

γ= [(1.014 g/cm3) (580 cm/s2) (5.7 cm) (0.0235 cm)] / 2 = 66.55 dinas / cm

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