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FENOMENOS DE SUPERFICIE
Tensión superficial
Consecuencia de
fuerzas moleculares
no balanceadas en la
interfase líquido
aire
la= tensión
superficial que
existe en la interfase
La tensión superficial es una fuerza!
L
Fuerza: 2L
Película de jabón unidades: [N/m]
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
Tensión superficial de líquidos puros a
293K
Líquido / (10-3 N/m)
Acetona 23.7
Benceno 28.8
Tetracloruro de
carbono 27.0
Yoduro de 50.8
metileno
Agua 72.8
Metanol 22.6
n-Hexano 18.4
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
Elevación capilar
la presión ejercida por una
columna de líquido es
fuerza total
balanceada por la presión a y cos alrededor de la
hidrostática
2r cos circunferencia
Esto proporciona una de las dentro del tubo
mejores formas de medir la
b *r *h* g *
TS de líquidos puros y 2 fuerza
soluciones gravitatoria que
contrarresta
2 * * r * * r 2 * h * g *
1
*r *h* g
Nota: método no puede utilizarse para determinar
tensión interfasial
2
Coeficiente de esparcimiento (S)
Trabajo de Adhesión
Energía requerida para reversiblemente separar y formar
áreas superficiales unitarias de dos líquidos inmiscibles que
forman
Wadh 1 2 12
Trabajo de cohesión
energía requerida para reversiblemente separar una
columna de un líquido puro para formar dos
nuevas áreas superficiales unitarias del líquido
Wcoh 2 1
completamente
humectable
medianamemte humectable no humectable
Ө = 0° Ө < 90° Ө = 90° Ө > 90° Ө = 180°
γ s – γsL> 0 γ s – γsL ≈ 0 γ s– γsL< 0
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:
S L (cos 1)
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
Interfases Líquido/Líquido
Coeficiente de esparcimiento (S)
S = Wadh - Wcoh A
S s L LS 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: A
• Permanecer como una gota S<0
B
A
• Extenderse como película delgada
insoluble S>0 B
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:
C d 1 d
RT dC RT dLnC
exceso superficial o concentración en la superficie en moles por unidad de
área
1
Area por molécula: Area / molecula
* N
d
1. si la diferencial es negativa, el exceso superficial es positivo,
moléculas se TA se concentran en la interfase
2. Si la diferencial es positiva, exceso superficial es negativo
dC 3. aplicable a tensoactivos no iónicos
Gráfico TS vs. Log Csurf para Dodecilsulfato a 298.2
K
dyne /cm
cmc
log C
s u rf
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
adsorción de amonio sobre carbón activo
Descrita por la siguiente ecuación:
Va = kpn n>1
Va volumen de gas adsorbido
n=1
p presión del gas
Va
k y n relacionado con parámetros de n<1
adsorción y afinidad
Denominada Isoterma de Freundlich
P
Langmuir impuso las siguientes restricciones en el
proceso de absorción:
1. solo las moléculas que alcanzan sitios vacíos pueden adsorberse (por
tanto absorción monomolecular)
2. Todos los sitios de absorción son equivalentes
3. 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
4. Asume que la superficie adsorbente posee un número específico de sitios
de absorción, S
• 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
1-
• =S1/S fracción de superficie cubierta
•Existe un valor límite Vm correspondiente a = 1 air
adsorbate
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
P 1 P
Graficar P/V versus P con una pendiente de 1/Vm e
intercepto de 1/(bVm)
V bVm Vm Vm puede transformarse en área superficial u b
representa la velocidad a la cual ocurre la reacción
1
S = 1/Vm
P/V
b
J = 1/bVm
0
P P
Para algunos materiales es factible que la adsorción
ocurra en multicapas: Isoterma BET
•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 bcP
x/M = cantidad de gas x por masa M de sólido
M ( P P)[1 (c 1) P ]
0 b = cantidad de gas que tiene que ser absorbida
Po para cubrir toda la masa M de sólido por una
monocapa
P presión P0 presión se vapor a saturación
c constante
Para obtener los parámetros de la isoterma de BET se debe linealizar la
ecuación:
1 P (b 1) P 1
V ( Po P ) bVm Po bVm
1 P
Wads ( Po P ) S = (C-1)/CWmax
J = 1/CWmax
P/Po
The hurt for human：
For instance, the present in Ukraine
Victor Yushchenko
Blood and tissue registered
concentrations of dioxin
1,000 times above normal
levels
Before (Feb, 2004) Present (2005)
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.
