FENOMENOS DE SUPERFICIE

1. FENOMENOS DE SUPERFICIE

2. Tensión superficial • Consecuencia de fuerzas moleculares no balanceadas en la interfase líquido aire • la= tensión superficial que existe en la interfase

3. La tensión superficial es una fuerza! L Fuerza: 2L  unidades: [N/m] Película de jabón Fuerza: m*g [N, Newton] La tensión superficial es un vector, es decir, tiene dirección Cantidad de energía necesaria para disminuir su unidad de área

4. Tensión superficial de líquidos puros a 293K

5. Método del ascenso capilar para determinar  • Capilaridad- la acción de un líquido a elevarse. • Debido al fenómeno de tensión superficial Balance de fuerza resulta en un ángulo de contacto , c. Proporciona información sobre la humectabilidad de una superficie

6. Elevación capilar • la presión ejercida por una columna de líquido es balanceada por la presión hidrostática • Esto proporciona una de las mejores formas de medir la TS de líquidos puros y soluciones fuerza total alrededor de la circunferencia dentro del tubo fuerza gravitatoria que contrarresta Nota: método no puede utilizarse para determinar tensión interfasial

7. Coeficiente de esparcimiento (S) Trabajo de Adhesión • Energía requerida para reversiblemente separar y formar áreas superficiales unitarias de dos líquidos inmiscibles que forman

8. Trabajo de cohesión • energía requerida para reversiblemente separar una columna de un líquido puro para formar dos nuevas áreas superficiales unitarias del líquido

9. completamente humectable medianamemte humectable no humectable = 0°   < 90°    = 90°   > 90°   = 180° Ө Ө Ө Ө Ө γ s – γsL> 0 γ s – γsL ≈ 0 γ s– γsL< 0

10. Desventajas ecuación de Young: • requiere conocer la sL y la S • Ninguno puede medirse con precisión • Mejor sustituir y combinar ecuación de Young con la ecuación de esparcimiento: Si el ángulo de contacto es mayor que 0, (cos-1), el coeficiente de esparcimiento será negativo, indicando humectación deficiente o no humectación en absoluto

11. B B A A Interfases Líquido/Líquido Coeficiente de esparcimiento (S) S = Wadh - Wcoh A S tensión superficial del líquido B L TS líquido A y LS tensión interfasial entre líquidos A y B Cuando colocamos una gota de un líquido inmiscible (A) sobre otro (B), puede: S < 0 • Permanecer como una gota • Extenderse como película delgada insoluble S > 0

12. Exceso superficial: adsorción en interfases líquidas • monocapas de surfactantes (↓TS) • reducen la tensión superficial y se concentran preferentemente sobre la superficie o interfase del líquido • el número de las moléculas de tensoactivos que residen sobre la superficie se calcula usando la ecuación:  exceso superficial o concentración en la superficie en moles por unidad de área Area por molécula:

13. si la diferencial es negativa, el exceso superficial es positivo, moléculas se TA se concentran en la interfase • Si la diferencial es positiva, exceso superficial es negativo • aplicable a tensoactivos no iónicos

14. Gráfico TS vs. Log Csurf para Dodecilsulfato a 298.2 K

15. ISOTERMAS DE ADSORCION • Adsorción de gases o vapores sobre interfases sólidas • Depende de presión y T del gas • Gas (adsorbato) sólido (adsorbente) • Quimiosorpción: irreversible, permanente (enlaces iónicos o covalentes) • Fisiosorción reversible, fuerzas débiles de interacción Van der Waals • Ambos procesos son exotérmicos y liberan calor • GRADO DE ADSORCIÓN DE UN GAS SOBRE UN SÓLIDO SE DESCRIBE POR LAS ISOTERMAS DE ABSORCIÓN: • cantidad de adsorbato por gramo de adsorbente en función de la presión de equilibrio o concentración a una cierta temperatura • Tres tipos de isotermas Langmuir, Freundlich y BET

16. n > 1 n = 1 Va n < 1 P adsorción de amonio sobre carbón activo Descrita por la siguiente ecuación: Va = kpn Va volumen de gas adsorbido p presión del gas k y n relacionado con parámetros de adsorción y afinidad Denominada Isoterma de Freundlich

17. Langmuir impuso las siguientes restricciones en el proceso de absorción: • solo las moléculas que alcanzan sitios vacíos pueden adsorberse (por tanto absorción monomolecular) • Todos los sitios de absorción son equivalentes • fuerzas de interacción entre moléculas adsorbidas son despreciables y por tanto la probabilidad de que una moléculas de absorba o desorba desde cualquier sitio es independiente de los sitios aledaños • Asume que la superficie adsorbente posee un número específico de sitios de absorción, S

18.  1- air adsorbate • unos pocos sitios ocupados: S1 • ,por tanto sitios desocupados: S-S1=S0 • En el equilibrio velocidad de adsorción = velocidad de desorción • Velocidad de adsorción: k2*P*S0 • Velocidad de desorción: k1*S1 •  =S1/S fracción de superficie cubierta • Existe un valor límite Vm correspondiente a  = 1 • V masa de gas adsorbido por gramo de adsorbente • Vm valor límite de gas adsorbido, cantidad de gas que 1 g de adsorbente puede adsorber cuando se ha formado una monocapa

19. 1 S = 1/Vm P/V  b J = 1/bVm 0 P P Graficar P/V versus P con una pendiente de 1/Vm e intercepto de 1/(bVm) Vm puede transformarse en área superficial u b representa la velocidad a la cual ocurre la reacción

20. Para algunos materiales es factible que la adsorción ocurra en multicapas: Isoterma BET

21. Isoterma de BET tiene forma sigmoidea • Desarrollada por Brunauer, Emmet y Teller • Asume que adsorción en un sitio no afecta la adsorción en otros sitios • Expresión matemática más compleja: x/M = cantidad de gas x por masa M de sólido b = cantidad de gas que tiene que ser absorbida para cubrir toda la masa M de sólido por una monocapa P presión P0 presión se vapor a saturación c constante

22. S = (C-1)/CWmax J = 1/CWmax P/Po Para obtener los parámetros de la isoterma de BET se debe linealizar la ecuación:

24. The hurt for human：For instance, the present in UkraineVictor Yushchenko • Blood and tissue registered concentrations of dioxin 1,000 times above normal levels Present (2005) Before (Feb, 2004) 2,3,7,8-TCDD causes effects on the skin (chloracne) and may cause cancer in people. "We had not seen anything like that for the past 100 years, I believe it would be appropriate to compare this to the fall of the Soviet Union or the fall of the Berlin wall. “ Dr. Michael Zimpfer, the head doctor of the Rudolfinerhaus clinic, reveals Yushchenko's blood test results to the international media.