TENSION SUPERFICIAL

I) Equipos / Materiales

•1 soporte universal•1 bureta•1 calibrador vernier o pie de rey•Líquidos: agua, alcohol, ron•1 termómetro•1 vaso de pirex

II) Procedimiento:

1. Monte el equipo, como muestra el diseño experimental. La bureta debe estar bien limpia para asegurar su funcionamiento.

2. Tiene buretas de 1mm de diámetro externo, (si se desconociera se usaría un vernier para medir dicho diámetro).

3. Cargue la bureta con el liquido cuya tensión superficial cuya tensión superficial se desea determinar. Tome dos niveles de referencia; A y B. Sugerencias: Utilice 1. 2 o 3 mL de líquido.

¿Qué entiende por tensión superficial?

La tensión superficial de un líquido es la cantidad de energía necesaria para aumentar su superficie por unidad de área. Esta definición implica que el líquido presenta una resistencia para aumentar su superficie. Es por esto, que se genera una especie de membrana a tensión en la capa exterior del líquido.

4. Mida la temperatura del líquido; de preferencia en el interior de la bureta. Anote el valor correspondiente en la tabla.

¿Qué sentido tiene medir esta temperatura?

Es que la tensión superficial depende de la temperatura a mayor fricción de los átomos implementado por calor aplicado a la materia, éstos tienden a separarse por lo que se convierte en vapor(gas), que implica que una gas contiene una tensión superficial mínima, al disminuir la temperatura, los átomos se compactan por lo que generan tensión en la superficie.

5. Coloque el vaso pirex como depósito de descarga del líquido de la bureta.6. Cuente el número de gotas de la porción de líquido entre los niveles de referencia. Repita este procedimiento por lo menos 5 veces. Cada vez anote en la tabla el número de gotas para el volumen escogido.

¿Para qué hay que contar el número de gotas?

Para saber cuántas gotas hay en 1, 2 o 3mL; en este caso 1 mL

7. Repita los pasos anteriores para otros líquidos (puros y/o mezclados)8. Repita los pasos anteriores para T=50C.

III.DATOS Y RESULTADOS

LIQUIDO H2o ALCOHOL

δ V N δ V N1 0,992 1mL 21 0.878 1mL 502 0,992 1mL 20 0.878 1mL 463 0,992 1mL 19 0.878 1mL 494 0,992 1mL 19 0,878 1mL 485 0,992 1mL 20 0,878 1mL 49

PROMEDIO 0,992 1mL 19,8 0,878 1mL 48,4

CALCULANDO LOS COEFICIENTES

*Del Agua:

Densidad: 0.992g/cm^3; g: 9.8m/s^2; como el diámetro= 2R R=D/2 = 0.189cm

αH2O promedio = 5δvg19NR

= 5x 0.992 x1 x9.819x 19.8 x0.189

= 0.068

*Del alcohol:

Densidad: 0.878g/cm^3 ; g: 9.8m/s^2;como el diámetro= 2R R=D/2 = 0,189cm

αalcohol promedio = 5δvg19NR

= 5x 0.878 x1 x9.819 x 48.4 x 0,189

= 0.024

Cuestionario

1.- ¿Influye la tensión superficial en los fenómenos capilares? Explique.

Si; debido a que la tensión superficial es la propiedad que poseen las superficies de los líquidos, por la cual parecen estar cubiertos por una delgada membrana elástica en estado de tensión y los fenómenos capilares son la ascensión del agua por capilares o poros del suelo. Entonces gran parte del agua retenida, es por tensión superficial, que se presenta alrededor de los puntos de contacto entre las partículas sólidas o en los poros y conductos capilares del suelo, y que desempeña un papel muy importante en las formas de agua llamadas humedad de contacto y agua capilar.

2.- Determine si la tensión superficial depende de la temperatura. Explique.

Si, Para un líquido dado; el valor de la tension superficial disminuye con la temperatura, debido al aumento de la agitación térmica, lo que redunda en una menor intensidad efectiva de las fuerzas intermoleculares. El valor de la tension superficial tiende a cero conforme la temperatura se aproxima a la temperatura crítica Tc del compuesto. En este punto, el líquido es indistinguible del vapor, formándose una fase continua donde no existe una superficie definida entre ambos.

3. Para el agua ¿Cuándo será α=0? ¿Esto se podría generalizar para otros líquidos?

Para un líquido dado, el valor de α disminuye con la temperatura, debido al aumento de la agitación térmica, lo que redunda en una menor intensidad efectiva de las fuerzas intermoleculares. El valor de α tiende a cero conforme la temperatura se aproxima a la temperatura crítica Tc del compuesto. En este punto, el líquido es indistinguible del vapor, formándose una fase continua donde no existe una superficie definida entre ambos. Por lo tanto el coeficiente de tensión superficial del agua será cero cuando no exista ninguna área en donde se pueda realizar el trabajo.

4. Determine si el coeficiente de tensión superficial, depende de la densidad.

Si depende de la densidad del líquido ya que está relacionado con la siguiente fórmula:

α= ( 5Vρg ) / 19NRComo observamos si depende de la densidad del líquido en forma directa.

5. Determine si el coeficiente de tensión superficial está relacionado con la viscosidad.

El coeficiente de tensión superficial si está relacionado con la viscosidad porque al fijarnos en las formulas con la que la podamos hallar tal relación ya que estas fórmulas están relacionadas con el volumen: De las formulas demostraremos lo siguiente:

La tensión superficial: α= (5Vρg ) / 19NR

Despejamos V de aquí: V = (α19NR) / 5gρ

La viscosidad: n = л (P2-P1) R4t / 8VL

Reemplazando V en la viscosidad

n = л (P2-P1) R4t / 8VL …… (1)

V = (α19NR) / 5gρ ……. (2)Reemplazando (2) en (1)

n = ( л (P2-P1) R4t ) 5gρ / 8L (α19NR )

n = ( л (P2-P1) R4t ) 5gρ / 152 LαNR

Cómo observamos la viscosidad está relacionado con la tensión superficial dela siguiente manera

n = ( л (P2-P1) R4t ) 5gρ / 152 LαNR

Por lo tanto la viscosidad y la tensión superficial está relacionado en forma inversamente proporcional.

6. De ejemplos de aplicación práctica del fenómeno de tensión superficial, en el campo de la ciencia y tecnología?

Debido a la tensión superficial se presentan los hechos siguientes:

Agregando tierra en una vaso de agua, esta flotara (partículas) en la superficie del líquido muy a pesar que estas pesen más que el agua.

Soluciones desinfectantes son generalmente de baja tensión superficial. Esto les permite extender sobre las paredes celulares de bacterias y perturbar la adhesión ellos. Uno de esos desinfectante, ST37, tiene un nombre que apunta a su baja tensión superficial en comparación con los 72 dynes / cm de agua

La principal razón para el uso de agua caliente para el lavado es que su tensión superficial es menor y es mejor un agente humectante. Pero si el detergente disminuye la tensión superficial, el calentamiento puede ser innecesario.

Cuando sobre el agua caminan insectos, como el zancudo, debido a que su peso no es suficiente para penetrar en la superficie del líquido.

Colocar una moneda en la superficie de un vaso de agua, también es posible gracias a la tensión superficial

La formación de gotas aisladas en una superficie o gotas de lluvia que van engrosando su tamaño sin caer, gracias a la tensión superficial.

CONCLUSIONES

La tensión superficial es una propiedad de los líquidos, por los cuales estos pueden pasar por los intersticios de un sólido, es casi similar a la presión, con la diferencia que la fuerza que ejerce hacia adentro y tiende a encoger su superficie.

Debido a la tensión superficial, las moléculas de los líquidos se atraen unas a otras por tanto las que se encuentran en la superficie también estarán atraídas a las del interior, así también serán atraídas por las moléculas del recipiente que los contiene, esto puede ser ya que las gotas adquieren una forma esférica, entonces se puede reducir el número de moléculas en la superficie, esta tendencia de contracción es motivo por lo cual existe tensión.

El fenómeno de tensión superficial está muy presente en nuestra vida cotidiana, este explica muchos fenómenos característicos del estado líquido, por ejemplo la formación de gotas cuando el líquido sale a través de orificios pequeños, la formación de espuma, etc. Asimismo esto da lugar a que muchos líquidos no pasen a través de mallas muy finas, tal es el caso del agua a través de los tejidos del paraguas.

Asimismo observamos de las tablas que esta es inversamente proporcional a la temperatura, ya que disminuye a medida que la temperatura aumenta.