Fenomenos_interfaciales

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Fenomenos interfaciales
Materia: Fisico química.
Maestro: Morgan.
Integrantes:
Osorio Gutiérrez Karina.
Perez hernández Brendaberenice.
De la cruz pimentel sandra del carmen.
Definimos tensión superficial como:
En física se denomina tensión superficial de un líquido a la cantidad de energía necesaria para aumentar su superficie por unidad de área.1 Esta definición implica que el líquido tiene una resistencia para aumentar su superficie.
Otra posible definición de tensión superficial: es la fuerza que actúa tangencialmente por unidad de longitud en el borde de una superficie libre de un líquido en equilibrio y que tiende a contraer dicha superficie. Las fuerzas cohesivas entre las moléculas de un líquido son las responsables del fenómeno conocido como tensión superficial.
La superficie tiene una energía excesiva
Hay un potencial no compensado sobre la superficie
Diseño de título y objetos con gráfico
La tensión superficial tiene dirección.
La mayor parte de los líquidos tienen una tensión superficial entre 0.015 y 0.050 N.m-1. El agua es 0.073.
La tensión superficial disminuye con la temperatura.
Energia libre superficial
Mover una molecula desde una de las capas internas hacia la superficie necesita una energpia que se realiza contra la fuerza de la tensión superficial.
Cuanto mayor superficia de un liquido, mayor número de moléculas con este exceso de energía potencial.
Si la superficie del líquido aumente, la energía del lpiquido aumenta.
Como esta energpia es proporcionas al tamaño de la superficie, se denomina energpia libre superficial.
¿superficie?-Desfavorable
Hay un potencial molecular no compensado sobre la superficie.
La formación de una superficie viene acompañada de un aumento de la energpia libre (ᐃG Ω > 0).
Por tanto la formación de una superficie es siempre desfavorable desde un punto de vista termodinámico.
Grupo A
Tarea 1
Tarea 2
Tarea 3
La formación de superficie cuadrada Δ A resulta en aumento de la variación de energía libre Δ G:
La tensión superficial (σ o γ) - aumento en energía libre como resultado de la formación de 1 unidad (cm2, m2) de superficie
Tensión superficial e interfacial
Se habla de tensión interfacial cuando las dos fases son líquidas, y de tensión superficial cuando una de las fases es gaseosa
Diferencias de presión a través de las interfases curvas
•Energía libre superficial es el trabajo realizado para aumentar el área superficial--> W = γ·∆A
•Para una burbuja de radio r, la energía libre superficial es 4πr2 γ (4πr2 es área de una burbuja esférica).
•La burbuja tiende a encogerse de forma que su radio disminuye dr adoptando la forma esférica de mínima relación superficie/volumen, disminuyendo su r hasta el equilibrio. La energía libre superficial es 4πγ(r-dr)2.
•Si se encoje la burbuja, la energía libre superficial es: W = 4π·γ ·(r-dr)2=4πγr2-8πγdr+4πγ (dr)2.
•dr es pequeño comparado con r, y puede despreciarse
Diferencias de presión a través de las interfases curvas
El cambio en la energía libre superficial es por tanto: 8π γrdr.
•Oponiéndose a este cambio hay un término energético igual pero con signo cambiado que depende de la diferencia de presión, ∆P, a través de la pared de la burbuja.
•La presión es fuerza por unidad de área, luego el cambio de trabajo para disminuir el radio dr: W = ∆P·4πr2·(-dr).
•En el equilibrio, debe ser igual al cambio en energía superficial: -8π γrdr=-∆P·4πr2·dr
Diferencias de presión a través de las interfases curvas
Ecuación de Young-Laplace
∆P= 2γ/r
Que es la ecuación básica de los fenómenos superficiales. ∆P es positivo porque la presión dentro de la gota es siempre mayor que en el exterior y tanto mayor cuanto menor es r
Medida de la tensión superficial
Técnica del anillo de adhesión o del anillo
Ese factor de corrección introducido por Harkins, es función de las dimensiones del anillo
Medida de la tensión superficial II
Método del ascenso capilar
La fuerza de adhesión entre las moléculas del líquido y la pared capilar es mayor que la fuerza de cohesión en el líquido, se dice que el líquido “moja” la pared capilar (coeficiente de esparcimiento, o de extensión)
El componente vertical hacia arriba de la fuerza resultante de la tensión superficial del líquido en cualquier punto de la circunferencia se equilibra por la fuerza de la gravedad, y de aquí sale una expresión de la tensión superficial:
Donde la altura h se mide al punto inferior del menisco desde el líquido donde está sumergido el capilar, ρ es la densidad del líquido y ρ0 es la densidad del aire. θ es el ángulo de contacto. La densidad del vapor, el ángulo de contacto son despreciables
Coeficiente de extensión
Trabajo de adhesión: energía requerida para romper la atracción entre moléculas distintas.
Trabajo de cohesión: energía requerida para separar las moléculas del líquido que se extiende de forma que pueda fluir ahora sobre la subcapa.
Trabajo= Tensión superficial x cambio unidad de área.
Coeficiente de extensión
El coeficiente de extensión, S, es = Wa-Wc. Si es positivo, el aceite se extiende sobre una superficie acuosa.
El coeficiente S es positivo cuando la tensión superficial de la subcapa (lipídica en el caso de la piel) es mayor que la suma de la tensión superficial del líquido extendido y la tensión interfacial entre la subcapa y el líquido extendido. Si es mayor esa suma, se dice que forma glóbulos o una lente flotante y No se extiende sobre la superficie (Ej. Aceite mineral en agua).
Todo lo dicho se refiere a la extensión inicial. Antes de que se alcance el equilibrio, la superficie acuosa se satura con el material extendido, que a su vez se satura en agua. La ecuación es la misma pero empleamos ʻ para las nuevas superficies. En este caso, la saturación puede disminuir incluso ser negativa (inicialmente puede extenderse pero enseguida hay colescencia del material en una lente