Medida de la tensión superficial de un líquido

1. Medida de la tensión superficial de un líquido

2. Tensión superficial La tensión superficial suele representarse mediante la letra γ. Sus unidades son de n·m-1=j·m-2 En física se denomina tensión superficial al fenómeno por el cual la superficie de un líquido tiende a comportarse como si fuera una delgada película. La superficie de cualquier líquido se comporta como si sobre esta existe una membrana. Mojabilidad Se define mojabilidad como la capacidad de posee un líquido para esparcirse sobre una superficie dada.

3. Introducción Se denomina tensión superficial al fenómeno por el cual la superficie de un líquido tiende a comportarse como si fuera una delgada película elástica. Este efecto permite a algunos insectos, como el zapatero desplazarse por la superficie del agua sin hundirse. La tensión superficial (una manifestación de las fuerzas intermoleculares en los líquidos), junto a las fuerzas que se dan entre los líquidos y las superficies sólidas que entran en contacto con ellos, da lugar a la capilaridad. La capilaridad es la cualidad que posee una sustancia para absorber un líquido. Sucede cuando las fuerzas intermoleculares adhesivas entre el líquido y el sólido son mayores que las fuerzas intermoleculares cohesivas del líquido.

4. Objetivo El objetivo de esta practica es el obtener la medida de la tensión superficial del agua con la metodología que se mencionara mas adelante, para tener conocimiento de la importancia que tiene esta propiedad del agua.

5. Justificación Se medirá la tensión superficial de un liquido utilizando el método de Du Nouy es uno de los más conocidos. Donde se mide la fuerza adicional ΔF que hay que ejercer sobre un anillo de aluminio justo en el momento en el que la lámina de líquido se va a romper.

6. Metodología Existen varios métodos para medir la tensión superficial de un líquido. Uno de ellos es el de Du Nouy consiste en utilizar un anillo de platino que se coloca sobre la superficie del agua. Se mide la fuerza que se requiere para separar el anillo de la superficie del agua con una balanza de alta precisión.

7. Procedimiento El método de Du Nouy es uno de los más conocidos. Se mide la fuerza adicional ΔF que hay que ejercer sobre un anillo de aluminio justo en el momento en el que la lámina de líquido se va a romper. La tensión superficial del líquido se calcula a partir del diámetro 2R del anillo y del valor de la fuerza ΔF que mide el dinamómetro. El líquido se coloca en un recipiente, con el anillo inicialmente sumergido. Mediante un tubo que hace de sifón se extrae poco a poco el líquido del recipiente.

8. El comienzo del experimento Cuando se va formando una lámina de líquido. La situación final, cuando la lámina comprende únicamente dos superficies (en esta situación la medida de la fuerza es la correcta) justo antes de romperse. La situación final, cuando la lámina comprende únicamente dos superficies (en esta situación la medida de la fuerza es la correcta) justo antes de romperse.

9. Se pesa primero el portaobjetos en el aire y a continuación, cuando su borde inferior toca la superficie del líquido. La diferencia de peso ΔF está relacionada con la tensión superficial • ΔF=2·γ(a+c) • Se empuja el portaobjetos hacia arriba cuasiestáticamente. Justamente, cuando va a dejar de tener contacto con la superficie del líquido, la fuerza F que hemos de ejercer hacia arriba es igual a la suma de: • El peso del portaobjetos mg • La fuerza debida a la tensión superficial de la lámina de líquido que se ha formado 2·γ(a+c) • El peso del líquido ρgach que se ha elevado una altura h, sobre la superficie libre de líquido. Siendo ρ es la densidad del líquido. • Para un portaobjetos de la dimensiones señaladas, que toca la superficie del agua, h es del orden de 2.3 mm (véase el artículo citado en las referencias)

10. La fuerza debida a la tensión superficial es 2·γ(a+c)=2·72.8·10-3·(0.075+0.001)=11.07·10-3 N • El peso de la lámina de agua es del orden de ρgach=1000·9.8·0.075·0.001·0.0023=1.70·10-3 N • Para que la simulación sea lo más simple posible, no se ha tenido en cuenta el peso de la lámina de líquido que se eleva por encima de la superficie libre.

11. Datos obtenidos • Causas de la tensión superficial • La tensión superficial es causada por los efectos de las fuerzas intermoleculares que existen en la interface. La tensión superficial depende de la naturaleza del líquido, del medio que le rodea y de la temperatura. Líquidos cuyas moléculas tengan fuerzas de atracción intermoleculares fuertes tendrán tensión superficial elevada. • Influencia de la temperatura sobre la tensión superficial • En general, la tensión superficial disminuye con la temperatura, ya que las fuerzas de cohesión disminuyen al aumentar la agitación térmica. La influencia del medio exterior se debe a que las moléculas del medio ejercen acciones atractivas sobre las moléculas situadas en la superficie del líquido, contrarrestando las acciones de las moléculas del líquido.

12. La tensión superficial del agua • Dado que las fuerzas intermoleculares de atracción entre moléculas de agua se deben a los enlaces de hidrógeno y éstos representan una alta energía, la tensión superficial del agua es mayor que la de muchos otros líquidos.

13. Cuestionario 1º¿Que es tension superficial? R=es el fenómeno por el cual la superficie de un líquido tiende a comportarse como si fuera una delgada película. 2º¿Qué es la mojabilidad? R=es la capacidad que posee un líquido para esparcirse sobre una superficie dada. 3º¿Cuáles son las unidades de medida en el S.I. de la tension superficial? R=Sus unidades son de N·m-1=J·m-2 4º¿cómo se comporta un liquido con respecto a la tension superficial? R=como si sobre el liquido eexiste una membrana a tensión. 5º¿Con que esta asociada la tension superficial de un liquido? R=con lacapacidad de absorcion de un liquido

14. 6º¿En que consiste el metodo de Du Nouy? R=consiste en utilizar un anillo de platino que se coloca sobre la superficie del agua. Se mide la fuerza que se requiere para separar el anillo de la superficie del agua con una balanza de alta precisión. 14 7º¿Cuales son las causas de la tensión superficial? R=La tensión superficial es causada por los efectos de las fuerzas intermoleculares que existen en la interfase. 8º¿De que depende la tension superficial? R=La tensión superficial depende de la naturaleza del líquido, del medio que le rodea y de la temperatura. 9º¿qué fuerza deben de tener los liquidos para tener tension superficial elevada? R=fuerzas untermoluculares 10º¿qué es la capilarifdad? R= es la cualidad que posee una sustancia para absorber un líquido.

15. TENSIÓN SUPERFICIAL DE ALGUNOS LÍQUIDOS (a 20ºC)

16. Nota      Los valores de la tensión superficial mostraron que las moléculas superficiales tienen una energía aproximadamente 25 % mayor que las que se encuentran en el interior del fluido. Este exceso de energía no se manifiesta en sistemas ordinarios debido a que el número de moléculas en la superficie es muy pequeño en comparación con el número total del sistema.         En la práctica, los efectos superficie son significativos para partículas que tienen un diámetro menor de 10-4 cm.de