FENOMENOS_INTERFACIALES

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(
UNIVERSIDAD DE ATACAMA
FACULTAD DE INGENIERÍA
 DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA EN METALURGIA
) 
Seminario Fisicoquímica
“Fenómenos Interfaciales”
	Integrantes :
	Hugo Aravena Bustamante 
	
	Matias Bruna Carvajal 
	
	Daniel Gonzalez Puelles 
	Profesor :
	Juan Chamarro
	Fecha de entrega:
Objetivos
· Conocer los diferentes fenómenos interfaciales.
· Describir y aplicar los aspectos termodinámicos de los fenómenos interfaciales.
Introducción
 Existen en el día a día fenómenos que parecen cotidianos pero que microscópicamente tiene una explicación lógica e interesante, por ejemplo la caída de una hoja a un estanque de agua, ¿por qué esta no se hunde de inmediato?, o ¿Por qué se forman unas especies de elevaciones del agua a su alrededor?, todas estas preguntas no tendrían respuestas si no fueran por los fenómenos interfaciales, dichos fenómenos nos dan respuesta de todo lo que pasa con la materia al estar en contacto con diferentes fases, si recordamos existen 3 estados fundamentales de la materia, aunque en verdad son más, el estado líquido, sólido y gaseoso, a nivel molecular estos 3 estados se comportan de formas diferentes, muy distintas una de otras, por lo que al poner en contacto dos fases distintas tendrán un efecto microscópico que para el ojo humano son imperceptibles, pero cuando estos efectos son en un número mayor podemos ver que ocurren dichos fenómenos, en este informe analizaremos cada uno de los fenómenos que dan lugar a estos efectos, veremos como por ejemplo la tensión superficial es la responsable de esas elevaciones que están alrededor de un objeto. 
6.1 INTRODUCCION A LOS FENOMENOS INTERFACIALES
Para poder hacer inducción a este tema es necesario saber algunas cosas previamente, debemos saber que una fase que corresponde a una porción homogénea del sistema que tiene propiedades intensivas constantes a lo largo de toda la fase y que una interface corresponde a una región en el espacio en el cual como un todo sufre una transición entre una fase y otra, o bien esta se puede definir como la región a través de la cual las propiedades intensivas de una región cambian de un “desde” aquellas correspondientes de una fase “hasta” las de la otra fase.
Existe en el espacio, interfaces las cuales corresponden a las siguientes: 
· Solido - solido
· Líquido - gas 
· Solido - gas
· Líquido - líquido
· Líquido – gas
Un fenómeno interfacial se puede definir también como la interacción que existe entre el seno de un sólido y un líquido, con otra sustancia que puede estar en fase, solida, liquida o gaseosa, y además la relación estrecha que ocurre entre una fase y otra, se llama interface.
· Tensión superficial
· Adhesión
· Cohesión
· Extensión
· Adsorción 
De acuerdo a la geometría los fenómenos interfaciales se pueden clasificar en los siguientes 
· Interface libre.
· Micro burbujas y micro gotas.
· Películas liquidas. 
· Coloides.
La movilidad también es importante para los fenómenos interfaciales ya que es un factor predominante en todo sistema a la relajación del equilibrio 
6.2 TENSIÓN SUPERFICIAL Y ENERGÍA SUPERFICIAL
La tensión superficial de un líquido corresponde a la energía necesaria para poder aumentar su superficie por unidad de área, cuando se pone en contacto un sólido con un líquido da lugar a que el líquido ponga cierta resistencia, cuando un sólido y un líquido también están en contacto, se forma el fenómeno llamado capilaridad, que es una elevación que se forma cuando el sólido esta encima del líquido. 
La tensión superficial también puede definirse como un efecto físico que puede endurecer la superficie de un líquido. 
La tensión superficial es causada por las fuerzas cohesivas a nivel molecular, cuando las moléculas están dentro de un mismo medio en el fondo o sea el líquido, poseen fuerzas de cohesión o de atracción iguales en todas las direcciones que en promedio se anulan, ahora bien, las moléculas que están en la superficie de un líquido poseen una fuerza de cohesión desigual dado a que están en contacto con otro medio como el gas esta fuerza de cohesión o atracción son más bajas por lo que dejan que la molécula de líquido tenga algo más de energía que sus pares en el interior.
 
 Fuerzas de cohesión interacciones moleculares y de un solido
Dado a este fenómeno anterior, la tendencia del sistema es a disminuir la cantidad de energía que existe en la superficie del líquido para poder igualar a las moléculas del interior, esto se logra quitando moléculas de la superficie del líquido causando una disminución en el área, cuando se pone un objetó solido por encima de la superficie del líquido se puede observar esa elevación que causa este fenómenos.
Las propiedades de la tensión superficial
La tensión superficial es la variación de energía que se requiere para aumentar el área superficial de un líquido en una unidad de área. 
Primero debemos ver que la tensión superficial tiene unidades de medida, estas dicen que fuerza es necesaria para poder romper una cierta longitud del sistema, la tensión superficial suele representar con la letra griega . 
	
	
	
Siempre pasara que:
1. , ya que se necesitan llevar moléculas del líquido a la superficie y eso amerita un trabajo, representa exactamente eso.
2. El valor de depende de las naturaleza de las sustancias o bien de las fases que se pongan en contacto, normalmente se pone siempre en contacto solido con líquido.
3. se interpreta como la fuerza por unidad de longitud.
4. depende de las fuerzas intermoleculares de los líquidos, por lo que entre mayor sea la fuerza de cohesión de las moléculas del líquido mayor será la tensión superficial de dicho líquido.
5. A medida que va aumentando la temperatura va disminuyendo ya que la fuerzas intermoleculares se ven reducidas al aumentar el movimiento de las moléculas, por lo que a medida que aumenta la temperatura T la tensión superficial va disminuyendo hasta llegar a una temperatura critica, cuando se alcanza este punto el líquido pasa a su forma gaseosa, por lo que no se puede diferenciar después cuando el líquido pasa a gas, en este punto la tensión superficial es 0.
Hay distintas formas de medir la tensión superficial, ello dependerá de cómo se quiera medir, existen dos tipos de métodos, el método estático y el método dinámico, a continuación una aclaración de los dos métodos. 
Métodos estáticos 
1. Método del anillo de Noüy: con un anillo calcula la fuerza que se requiere para así poder separar la superficie el líquido según la ecuación 
Anillo de Nouy
Métodos dinámicos 
1. En un líquido con temperatura constante se introduce un capilar conectado a un manómetro, el capilar es llenado de algún gas y se forma una burbuja cuando es aumentada la presión.
Método capilar 
La energía superficial
La energía superficial se define como la sumatoria de todas las energías que están presentes en la superficie de un material, esto es el grado de atracción o repulsión que tiene la superficie de un material con respecto a otro material 
Las aplicaciones de la tensión superficial.
· La tensión superficial es importante para la industria, ya que esta dirá que tipo de material liquido podemos ocupar o no en un tipo de proceso.
· Conociendo su naturaleza podemos crear ciertos materiales impermeables basándonos en su tensión superficial.
· Ciertos químicos detergentes. 
6.3 CURVATURA DE INTERFACES
Las curvas de interfaces son producidas por la tensión superficial, ya que, se reduce el área del líquido que está en la interface, es provoca que los líquidos a veces adquieran formas curvas debido a la ausencia de otras fuerzas exteriores.
Supongamos que tenemos los fases A y B y en ellas existe una interface, dicha interface está dispuesta en forma de un casquete esférico y la curvatura de interface tiene radiode medida R, existe un cambio de área entre las dos fases una será mayor y otra menor, por lo que esto resulta en un cambio de las presiones de ambas fases.
La ecuación que representara a ambas presiones estará dada por:
La ecuación anterior, es la ecuación que representa el resultado fundamental en la que se encuentra la presión de la fase que está más al fondo, cabe destacar que la fase que está más afuera está a menor que presión que la que está debajo de ella. 
En el caso de que una burbuja se mueva desde el exterior hasta el interior del sistema, la expresión será distinta, ya que, atravesara dos regiones en su camino, quedando:
Elevación capilar
Si tenemos un tubo y lo metemos en un recipiente que contenga un líquido, podemos observar que habrá diferentes niveles del líquido comparando el exterior con el interior, ya que, la interfaz líquido vapor se curva adentro y la del exterior se aplana.
En la siguiente ilustración podemos observar lo siguiente.
 P1 Fase 1 
 
 P1=P2 P1´ = P1+gz INTERFAZ 
 h 
 
 z 
 z-h 
 
 P2 = P1+gz Pz=P2´ + g(z-h)
Aparecen 2 interfaces diferentes separadas por una interfaz plana pero si observamos bien existe una pequeña región donde la interfaz tiene una forma convexa, tendremos además dos distintas densidades correspondientes a cada fase la densidad 1 y la densidad 2, la fase 2 corresponde a aire por lo que hay una diferencia de fase y además a la superficie del líquido le corresponderá al valor z=0 (hablando en coordenadas), que está dirigido hacia abajo, además existen dos presiones adicionales que son las presiones en otra posición que son P1´ y P2´ ambas presiones están relacionadas de igual forma que anteriormente. 
Dado a los las ecuaciones tenemos la ecuación final que da como resultado el valor de la altura capilar
Como vemos la ecuación que relaciona a la altura de la capilaridad, tiene como función a las densidades de las fases, la gravedad, el radio de la capilaridad y además del coeficiente de tensión superficial del líquido que se quiere estudiar, esto es para un radio de tipo positivo, o sea cuando la capilaridad es convexa, cuando se es cóncava el radio tiende a ser negativo
 Propiedades de las partículas muy pequeñas 
La energía superficial produce efectos que pueden ser medidos si la partícula a tratar es lo suficientemente pequeña, sobre las propiedades observables de una sustancia, ejemplos el aumento de la presión de vapor de gotas.
6.4 PROPIEDADES TERMODINÁMICAS DE LAS INTERFASES
Se define como fase en la termodinámica a una región del espacio con propiedades intensivas constantes (presión, temperatura, concentración.). En caso de tener dos fases en contacto α y β, estas se diferenciaran en alguna de estas propiedades y existirá una zona de transición en la que los valores de estas propiedades cambiaran desde su valor en la fase α hasta el valor que adquiere en la fase β, a esta región tridimensional de contacto entre las fases α y β se le denomina interfase.
En 1878 Gibbs desarrollo un modelo en el que la interfase es una superficie con volumen nulo.
Descripción termodinámica del modelo de Gibbs:
Considerando un sistema abierto, dni≠0, formado por i componentes y δ fases, de acuerdo con la primera ley de la termodinámica: dU=dq+dw, para un proceso reversible: dq=TdS y (1)
(Suponiendo interfase plana, Pα=Pβ=P)
En un proceso reversible el sistema pasa por estados de equilibrio en los que el potencial químico de cualquier componente es el mismo en cada fase μiα = μiβ = μiσ = μi, por lo tanto:
 (2)
La ecuación (1) puede simplificarse quedando:
; para un proceso reversible con interfase plana
Podemos escribir para cada una de las fases del sistema:
 
 
Por lo que la superficie divisoria:
Simplificando, utilizando que el volumen de la interfase es nulo y las definiciones de magnitudes de exceso () se tiene:
 (3)
Integrando esta ecuación para un proceso en el que el sistema pasa de un estado 1 a un estado 2 aumentando el área sin variar las propiedades intensivas (P,T,Ci) se tiene:
 (4)
 (5)
Si tomamos como estado 1 el estado con tamaño cero en donde se anulan las propiedades extensivas (U,S,A,ni) se tiene:
 (6)
Derivando la ecuación (6) se tiene:
 (7)
Al derivar la ecuación (6) no se tomo en cuenta que algunas variables dependen de otras, por ello al comparar las expresiones (3) y (7) se puede notar que no se encontró el mismo resultado. Existen una serie de restricciones a considerar sobre el cambio de estas variables. Para que las ecuaciones (3) y (7) coincidan se debe verificar que:
; Ecuación de Gibbs-Duhem superficial (8)
La ecuación (8) nos dice que los cambios en la temperatura, la composición y la tensión superficial no son independientes, están ligados por esta relación.
Si suponemos un proceso isotérmico en la ecuación (8) podremos conocer la dependencia con la composición, quedando la ecuación como:
 (9)
Dividiendo (9) por A se tiene:
; Isoterma de adsorción de Gibbs (10)
Donde es la concentración superficial de exceso del componente i
La ecuación (10) nos relaciona las variaciones en la tensión superficial con el potencial químico de los componentes a través de la concentración superficial de exceso. Debemos referir estas propiedades a una superficie divisoria concreta para que tengan significado físico. Normalmente se toma como superficie divisoria aquella para la que se anula n1σ, siendo 1 el componente mayoritario.
 (11)
Se definen las adsorciones relativas del componente i respecto al componente 1 como:
 (12)
Donde es la concentración superficial de exceso del componente i relativa al componente 1. Su valor puede ser positivo, negativo o nulo. A partir de la posición de la interfase definida por la ecuación (11), se puede encontrar una expresión para el cálculo de en función de otras magnitudes.
 (13)
Según esta expresión la adsorción superficial relativa es independiente de la posición de la superficie divisoria y se puede determinar experimentalmente a partir de las concentraciones en las fases, Ci, el número de moles, n, y el volumen del sistema, V. Cuando del soluto i es positiva, el componente i es adsorbido en la interfase, la interfase se enriquece en el componente i. Cuando es negativa, el componente i es desorvido en la interfase, la interfase se empobrece en i.
Teniendo en cuenta lo anterior la ecuación (10) se expresa como:
 (14)
Para un sistema de dos componentes se tiene:
 (15)
Usando una expresión general para el potencial químico de una especie en disolución:
 (16)
Siendo a2 la actividad del soluto a temperatura constante.
Teniendo en cuenta la poca importancia de la dependencia del potencial químico con la presión en fases condensadas, se tiene:
 (17)
En disolución diluida se puede cambiar la actividad por la concentración:
; siendo C0 la concentración estándar (1 mol/L) (18)
Sustituyendo la ecuación (18) en la ecuación (15) se tiene:
 (19)
Por lo que:
 (20)
Lo que es igual a:
 (21)
La isoterma de adsorción de Gibbs nos da, la variación de la tensión superficial con la concentración del soluto en función de la adsorción de dicho soluto en la interfase. Si la adsorción superficial relativa al disolvente es positiva, la tensión superficial disminuye a medida que aumentamos la concentración. Si por el contrario el soluto tiene una adsorción superficial relativa negativa, la tensión superficial aumentará con la concentración.
6.5 ENERGÍA LIBRE SUPERFICIAL DE ADHESIÓN PARTÍCULA-BURBUJA
Para que ocurra la adhesión entre una burbuja y una partícula mineral debe ocurrir una colisión entre la partícula y la burbuja. Para una colisión exitosa se requiere que durante la colisión ocurra unadelgazamiento y ruptura del film de líquido que los separa y se forme una interfase mineral/aire. La espontaneidad con que ocurre y la estabilidad de la adhesión dependen de la hidrofobiedad del mineral. Durante la adhesión hay un tiempo mínimo necesario para una adhesión estable, llamado tiempo de inducción, que en la flotación debe ser menor que la duración de la colisión. Durante el tiempo de inducción debe ocurrir el reemplazo de la interfase mineral/solución por la interfase mineral/gas, en lo que se deben vencer fuerzas de oposición provenientes de la energía superficial del agua. 
 
La flotación es la adhesión de una partícula mineral parcialmente hidrofóbica a una burbuja de gas. La flotación ocurre cuando el balance de las tensiones superficiales en el sistema trifásico mineral/gas/líquido son favorables. La expresión que define el cambio de energía libre superficial para la adhesión partícula/burbuja en medio acuoso es:
Dónde:
: Variación de energía libre superficial durante la adhesión partícula-burbuja.
: Tensión intefacial Sólido-Gas. 
: Tensión interfacial Sólido-Líquido. 
: Tensión interfacial Líquido-Gas.
En el año 1805 Thomas Young propuso tratar el ángulo de contacto de una gota de líquido colocada sobre una superficie sólida plana, como un equilibrio mecánico de las tensiones interfaciales sólido/líquido, sólido/gas y líquido/gas.
Por lo tanto tenemos: 
También se cumple que:
Si, 
De acuerdo a esto, minerales cuyo ángulo de contacto sea cero son hidrofílicos y termodinámicamente no flotables. Lo contrario es aplicable a minerales que presentan un ángulo de contacto 
Se puede señalar que, cuando un líquido moja completamente a un sólido, el ángulo de contacto será igual a cero y un valor del ángulo de contacto mayor que cero indica cierto grado de hidrofobicidad. La mayoría de los minerales tiene características hidrofílicas, por lo que se les debe agregar un reactivo colector para otorgarles hidrofobicidad y que puedan ser flotados. El ángulo de contacto es una condición de equilibrio del sistema. Para que en flotación se establezca un ángulo de contacto entre el mineral y la burbuja de gas debe ocurrir una aproximación de la burbuja de gas al solido, un adelgazamiento del film de agua que rodea la partícula, una ruptura del film y un desplazamiento del agua, entonces un establecimiento del ángulo de contacto. Así, el análisis termodinámico sólo es válido si se cumplen las etapas anteriores y muestra sólo una probabilidad de que ocurra el proceso. Probabilidad que se puede expresar como:
P= PC * PA * PP * Pf
Dónde:	P: probabilidad de flotación.
Pc: probabilidad de colisión partícula/burbuja.
Pa: probabilidad de adhesión partícula/burbuja.
Pp: probabilidad de la que la partícula permanezca unida a la burbuja y sea llevada a la superficie de la pulpa.
Pf: probabilidad que el agregado partícula/burbuja se mantenga a pesar de la acción limpiadora de la espuma, y aparezca en el concentrado.
6.6 MOJAMIENTO Y DISTRIBUCIÓN DE FASES
La mojabilidad es la capacidad que tiene un líquido de extenderse y dejar una traza sobre un sólido y puede definirse como la tendencia de un fluido a adherirse a la superficie de un sólido en presencia de otro fluido, con las distintas fases del sistema inmiscibles entre ellas. Si el sistema tiene tres fases distintas, se deben considerar las interacciones binarias (dos a dos). Se usan las energías interfaciales por unidad de área (tensión interfacial) para comparar las fuerzas relativas de adhesión. Se dice que existe una mayor o menor mojabilidad (con una fase solida) o una mayor tendencia a expandirse (tres fases fluidas), dependiendo de si se favorece o no la adhesión de una fase sobre las otras.
En medios porosos, si el medio es mojable por una determinada fase (fase mojante):
1) La fase mojante ingresa al medio de forma espontanea, por ello es necesario entregarle energía para sacarla del medio poroso.
2) La fase mojante ocupa los capilares de menor diámetro dentro de la red poral y forma una película continua sobre la superficie sólida, por lo que es difícil de movilizar a través del medio poroso.
Esto se puede complementar añadiendo que:
1) La fase no mojante es expulsada del medio poroso de forma espontanea, por lo que no es necesario entregarle energía.
2) La fase no mojante tiende a concentrarse en el centro de los poros grandes haciendo que la fase no mojante sea más fácil de movilizar.
Pero estas definiciones contemplan sistemas ideales en ausencia de fuerzas gravitatoria.
Los sistemas reales difieren de los ideales por la presencia de dos fenómenos:
1) Los sistemas porales naturales atrapan fases residuales durante los desplazamientos inmiscibles, lo que impide que el intercambio de una fase por otra se complete.
2) Se presentan frecuentemente mojabilidades mixtas impidiendo que se alcancen las saturaciones residuales durante el proceso espontaneo en el que la fase mojante desplaza a la no mojante.
Desde el punto de vista termodinámico:
Myers menciona tres clases de mojabilidad que tienen diferencias muy sutiles, pero que desde el punto de vista termodinámico y fenomenológico pueden ser muy significantes.
Mojabilidad de adhesión: hace referencia a la situación en la que un sólido, previamente en contacto con una fase vapor, es puesto en contacto con una fase líquida. Durante este proceso un área en la interfase sólido-vapor es reemplazada por un área igual a la interfase sólido-líquido. El cambio en entalpia libre (ΔG) para este proceso está dado por:
Donde:
: Tensión superficial de la interfase líquido-vapor.
: Tensión superficial de la interfase sólido-líquido.
: Tensión superficial de la interfase sólido-vapor.
: Valor de la arista de una porción cubica del líquido.
Mojabilidad de esparcimiento: ocurre cuando un líquido, previamente en contacto con un sólido, se esparce para desplazar un segundo fluido. El cambio en entalpia libre (ΔG) del sistema es:
Donde:
: Tensión interfacial entre fluidos L1 y L2.
: Tensión interfacial entre el sólido y el fluido L1.
: Tensión interfacial entre el sólido y el fluido L2.
: Área que ocupa la gota sobre el sólido antes de esparcirse.
: Área que ocupa la gota después de esparcirse.
: Diferencia entre ambas áreas.
: Diámetro de la gota antes del esparcimiento.
: Diámetro de la gota después del esparcimiento.
: Coeficiente de esparcimiento. 
 Si l1 desplaza espontáneamente a l2 y se esparce completamente sobre la superficie (o en la mayor extensión posible).
Si el proceso no ocurre espontáneamente.
 Mojabilidad de inmersión: ocurre cuando un sustrato solido, previamente en contacto con otro fluido, es inmerso completamente en otro fluido desplazando toda la interfase. El cambio de entalpia para este sistema es:
Donde:
: Tensión interfacial entre el sólido y el fluido f1. 
: Tensión interfacial entre el sólido y el fluido f2.
: Área de un sólido de forma cubica.
: Valor de la arista del cubo.
Cambio de la mojabilidad
La presencia de un agente surfactante en una interfase produce en general un cambio de tensión, lo que hace variar la igualdad vectorial que define el ángulo de contacto cambiando así la mojabilidad.
 Determinación de la mojabilidad
Las interacciones roca-fluido son muy complejas de describir, ya que dependen de diversos factores como presión, temperatura, composición, etc.
La complejidad a escala microscópica de estas interacciones se manifiesta de manera macroscópica produciendo incertidumbre en los valores de las propiedades derivadas de ellas, que se usan para describir el comportamiento del flujo multifásico. Debido a esta problemática se llego a la necesidad de proponer diversos procedimientos para determinar la mojabilidad de rocas y sus efectos en la recuperación del petróleo, sin embargo, los procedimientos son laboriosos y fundamentalmente cualitativos.
1) Técnicas analíticas de superficie: a través de una serie de investigaciones efectuadas se ha sugerido el uso de las técnicas analíticas de superficie (SSAT) para evaluar la mojabilidadde las rocas de yacimiento. Estas técnicas solo son sensibles a las capas más externas de los sólidos. El estudio de superficies mediante SSAT involucra el uso de varias técnicas, como: la espectroscopía fotoelectrónica de rayos X (XPS), espectroscopía de ion dispersado (ISS) y espectroscopía de electrones Auger (AES).
2) Microscopia electrónica: la microscopia electrónica de barrido (MEB) ha sido ampliamente utilizada para la determinación de la distribución de minerales y parámetros petrofísicos en rocas de yacimiento. Esta técnica permite conocer la distribución de minerales en la superficie de la roca y visualizar la distribución de fluidos en segmentos individuales de poros.
3) Medidas dieléctricas: este tipo de medidas permite investigar las propiedades físicas de las rocas de una manera no destructiva, rápida y precisa a un costo relativamente bajo.
4) Medidas acústicas ultrasónicas: las medidas de velocidad de propagación de ondas ultrasónicas puedes usarse para inferir sobre la condición de mojado de una roca saturada o parcialmente saturada con fluido.
5) Prueba de Ammot-Harvey: en este método las muestras de rocas se saturan con agua de formación y luego, rutinariamente, se preparan para la prueba mediante centrifugación en aceite mineral hasta alcanzar la saturación irreducible de agua.
6) Método USBM: este método mide la mojabilidad promedio del sistema. Compara el trabajo necesario para que un fluido desplace a otro en una muestra determinada.
7) Flotación de películas: la técnica de flotación puede ser utilizada para inferir las características de mojado de partículas solidas en especial para aquellas que poseen superficies heterogéneas.
8) Pruebas de adhesión de crudos sobre superficies minerales: estas pruebas, en presencia de agua de formación, han sido empleadas para caracterizar la mojabilidad de superficies minerales. A travez de estas pruebas se obtienen mapas tridimensionales (pH y salinidad del agua) de adhesión.
6.7 ÁNGULO DE CONTACTO
El análisis fisicoquímico de un sistema que contiene distintas fases, debe considerar las interacciones entre ellas utilizando las energías interfaciales por unidad de área. Según favorece o no la adhesión de una de las fases sobre las otras existe mayor o menor mojabilidad, siendo el ángulo de contacto la traducción cuantitativa de este concepto.
En la siguiente imagen se muestra un caso típico de este fenómeno donde existe un fluido dos sobre un sólido tres ambos bañados bajo un fluido 1:
En la línea de contacto trifásico existe un equilibrio vectorial de fuerzas (por unidad de longitud).
donde indica la tensión interfacial, superficial o energía libre por unidad de área.
el sólido es plano, lo que simplifica la traducción en proyección del equilibrio vectorial, el cual se puede escribir.
donde es el ángulo de contacto del fluido 2 con el sólido 3. Si este ángulo es muy pequeño (cerca de cero) la gota se extiende sobre el sólido y se dice que el fluido 2 moja el sólido 3. Si al contrario este ángulo es netamente superior a los , entonces es el fluido 1 que moja el sólido 3 y se dice que el fluido 2 no moja el sólido 3.
En este mismo caso si el fluido 1 fuera agua y el fluido 2 aire dependerá del ángulo de contacto entre el aire y el sólido para determinar si el sólido es hidrófobado esto quiere decir si es “mojado” o no, se debe a que si el ángulo es cercano a el agua no mojara el solido siendo así un solido hidrófobo con baja energía superficial , por el contrario si este ángulo es superior a el solido se mojara dejando como conclusión que es un solido hidrófilico o de afinidad con el agua con una alta energía superficial.
6.8 TRABAJO DE ADHESIÓN Y COHESIÓN
Cohesión y adhesión 
Ambos tienen relación con la atracción de las partículas ya sea de una misma especie o de dos especies distintas, la cohesión permite a los líquidos resistir esfuerzos de tracción mientras que la adhesión permite la adherencia a otros cuerpos. 
Cohesión 
 “Es la atracción entre moléculas que mantiene unidas las partículas de una sustancia ; la cohesión es la fuerza de atracción entre partículas adyacentes dentro de un mismo cuerpo, En el agua la fuerza de cohesión es elevada por causa de los puentes de hidrogeno que mantienen las moléculas de agua fuertemente unidas, formando una estructura compacta que la convierte en un liquido casi incompresible. Al no poder comprimirse puede funcionar en algunos animales como un esqueleto hidrostático, como ocurre en algunos gusanos perforadores capaces de agujerear la roca mediante la presión generada por sus líquidos internos” ( http://fluidos.eia.edu.co/hidraulica/articuloses/conceptosbasicosmfluidos/cohesi%C3%B3n/cohesi%C3%B3n.htm )
La cohesión según los distintos estados de la materia:
Sólidos: en los sólidos existe una gran fuerza de cohesión ya que al aplicar una fuerza sobre un elemento solido existe un leve desplazamiento de las partículas, pero cuando esta termina estas partículas vuelven a su posición.
Líquidos: las fuerzas de cohesión son elevadas en dos direcciones espaciales, y entre planos o capas de fluidos son muy débiles. Por otra parte las fuerzas de adherencia con los sólidos son muy elevadas. Cuando aplicamos una fuerza tangencial al líquido, este rompe sus débiles enlaces entre capas, y las capas de líquido deslizan unas con otras. Cuando cesa la fuerza, las fuerzas de cohesión no son lo suficiente fuertes como para volver a colocar las moléculas en su posición inicial, queda deformado. La capa de fluido que se encuentra justo en contacto con el sólido, se queda pegada a éste, y las capas de fluido que se encuentran unas juntas a las otras deslizan entre sí.
Gases: en los gases la cohesión es prácticamente despreciable ya que sus moléculas o partículas se encuentran en constante movimiento, al aplicar una fuerza sobre los gases se genera una reacción en cadena aumentando la velocidad media de las partículas en cada capa adyacente de partículas. 
Para lograr una estimación de esta fuerza de cohesión se usa el llamado parámetro de solubilidad el cual nos da una estimación de la energía de cohesión que posee la sustancia. Este parámetro viene dado por:
δ2 = Ecuación n°9
Donde:
 : Entalpía molar de vaporización 
 : Volumen molar en estado líquido
Adhesión 
“La adhesión es la propiedad de la materia por la cual se unen dos superficies de sustancias iguales o diferentes cuando entran en contacto, y se mantienen juntas por fuerzas intermoleculares” ( http://tenopalarr.blogspot.cl/2012/06/cohesion-adhesion-tension-superficial.html )
1. Física: Es la que exclusivamente se logra por traba mecánica se clasifica en:
· Macromecánica: se refiere a la traba de los componentes según su forma a gran escala.
· Micromecánica: es producida por la fisiología del material él se adhiere al penetrar en los poros o espacios del otro material
2. Química: Por enlaces primarios o atómicos Por enlaces secundarios o moleculares
3. Adhesión difusiva: Dos materiales se adhieren porque las moléculas de ambos son móviles y solubles entre sí.
4. Adhesión electrostática: la unión de dos materiales produce una diferencia de potencial, debido a que son materiales conductores de electrones. Esto crea una fuerza electrostática atractiva entre materiales.
5. Adhesión dispersiva: Los materiales mantienen su adhesión por las fuerzas de van der Walls: la atracción entre dos moléculas, cada una de las cuales tiene regiones de carga positiva y negativa. Este efecto puede ser permanente o temporal, debido al movimiento constante de los electrones en una región.
Para poder determinar la adhesión existente entre 2 materiales es necesario saber el parámetro de cohesión visto anteriormente, la adhesión vendrá dada por la siguiente expresión.
δ12= Ecuación n°10
Donde: 
: Parámetro de Cohesión de la sustancia 1
 : Parámetro de Cohesión de la sustancia 2
6.9 APLICACIÓN A CASOS REALES
La aplicación de estos conceptos es muy importante en la industriaquímica, por ejemplo en la elaboración de materiales resistentes a entornos hostiles, donde se presentan la corrosión, o para materiales que son utilizados para actividades catalíticas específicas. 
En otros tipos de sistemas, por ejemplo en una interfase vapor-sólido, el gas puede absorberse en la superficie, por ejemplo en el caso de la extracción del petroleó donde se utilizan agentes químicos que reducen la tensión superficial de este haciendo más fácil su extracción.
Los conceptos de interfase, tensión superficial, capilaridad, mojado, etc. aparecen constantemente y son la base del entendimiento para la formulación de productos químicos como emulsiones, tensoactivos, agentes humectantes, detergentes, etc. Se pueden mencionar entonces los siguientes fenómenos y problemas que tienen que ver con la fisicoquímica de superficies:
· Capilaridad.
· Adsorción.
· Fricción, lubricación, adhesión.
· Mojado, flotación, detergencia.
Algunas áreas de la ciencia y la tecnología donde encontramos partículas con características coloidales (definidas a grandes rasgos como aquellas partículas que tienen dimensiones lineales entre 10^(-7) y 10^(-4) cm.) son las siguientes:
Química Analítica: Intercambio de iones, cromatografía,
Fisicoquímica: Nucleación, sobresaturación, cristales líquidos.
Bioquímica: Electroforesis, fenómenos que ocurren en membranas, proteínas.
Manufactura Química: Catálisis, jabones y detergentes, pinturas, adhesivos, lubricantes,
Ciencias del ambiente: Aerosoles, smog, espumas, purificación del agua.
Ciencias de Materiales: Metalurgia de polvos, aleaciones, cerámicas.
Petróleo: Emulsificaciones, flotación, etc.
Conclusión 
Se puede concluir que los fenómenos interfaciales tienen participación en gran parte de la industria, y que su estudio ha facilitado y permitido el desarrollo de nuevas tecnologías de resistencia de los materiales y obtención de recursos naturales, además se logró conocer de manera más profunda cada uno de estos conceptos como lo son la tensión superficial, cohesión, adhesión, principios de mojabilidad, ángulo de contacto y curvatura de interfaces. Cada uno de estos conceptos son homogéneos dentro de un mismo sistema de fase y esto solo se ve afectado en el punto de interface donde las características de sistema van a cambiar dependiendo de factores como la temperatura, presión, fase de contacto, energía añadida al sistema y otros elementos externos.
Bibliografía
https://prezi.com/05smi2xt1_8k/fenomenos-interfaciales/
https://es.wikipedia.org/wiki/Tensi%C3%B3n_superficial
http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbasees/surten.html
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