Capas Moleculares

PRACTICA No. 2 CAPAS MOLECULARES

FUNDAMENTO TEORICO

Una aproximación al mundo de la nanotecnología constituye un imperativo en el desarrollo actual del conocimiento y su amplia aplicación que involucra a los coloides y películas delgadas entre otros. La presente práctica permite un acercamiento al mundo de lo nano: 10-9, desde la aproximación a lo molecular.

Las moléculas y los átomos son tan pequeños que no podemos verlos para medir su tamaño. Sin embargo, si empleamos un método indirecto, podemos tener una idea del orden de magnitud de las dimensiones moleculares.

Una pequeña cantidad de aceite colocada en la superficie se esparcirá para formar una película extremadamente delgada. El espesor de tal película es por los menos igual al de una molécula de aceite. Entonces, si podemos encontrar el espesor de una capa de aceite, podemos concluir que el espesor de la capa de aceite es igual al de la película o menor.

El ácido oleico es un buen ejemplo de un material común que tiene la propiedad de formar una película delgada. Una gota de ácido oleico puro que se deje caer en una pequeña piscina cubrirá toda su superficie. Naturalmente, si toda la superficie de la piscina está cubierta por el ácido, no se puede estar seguro de que la película no pudiese ser más delgada. Para obtener la película más delgada posible en un recipiente pequeño, emplearemos una gota de una solución diluida de ácido oleico en alcohol.

El ácido oleico

Es un ácido orgánico graso, que se encuentra en el aceite de oliva, un excelente ejemplo de un material aceitoso, fácil de conseguir, y que forma películas delgadas sobre agua, tiene un lado hidrofóbico, y el otro hidrofílico donde están los átomos de oxígeno; cuando este aceite flota sobre agua su lado hidrofílico, queda en contacto con el agua, y su lado hidrofóbico queda en contacto con el aire circundante; no es tóxico y se consigue como uno de los componentes principales del Aceite de Oliva, en la Pasta de Cacao y en el Aceite de Aguacate; el oleico es usado incluso para disminuir el nivel de colesterol en la sangre.

Fórmula molecular: C18 H34 O2

CH3CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH=CHCH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2COOH

Peso molecular: 282.47g/mol

Punto de fusión: 13.5 ªC

Punto de ebullición: 360 ªC (a 1 atm)

Presión de vapor: 9.4 mmHg)

Densidad: 0.8634 g/cm3

Índice de refracción: 1.4449

Viscosidad: 27.64 mPa.s (a la temperatura de 25ªC)

Tensión superficial

Se denomina tensión superficial de un líquido a la cantidad de energía necesaria para aumentar su superficie por unidad de área. Esta definición implica que el líquido tiene una resistencia para aumentar su superficie. La tensión superficial es 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. Como efecto tiene la elevación o depresión de la superficie de un líquido en la zona de contacto con un sólido; en términos resumidos es la fuerza que actúa tangencialmente por unidad de longitud en el borde de una superficie libre de un líquido en equilibrio y que tiende a contraer dicha superficie.

A nivel microscópico, la tensión superficial se debe a que las fuerzas que afectan a cada molécula son diferentes en el interior del líquido y en la superficie. Así, en el seno de un líquido cada molécula está sometida a fuerzas de atracción que en promedio se anulan. Esto permite que la molécula tenga una energía bastante baja. Sin embargo, en la superficie hay una fuerza neta hacia el interior del líquido. Rigurosamente, si en el exterior del líquido se tiene un gas, existirá una mínima fuerza atractiva hacia el exterior, aunque en la realidad esta fuerza es despreciable debido a la gran diferencia de densidades entre el líquido y el gas.

Numero de avogadro:

Un átomo-gramo de cualquier elemento o una molécula-gramo de cualquier sustancia contiene igual número de átomos o moléculas, respectivamente, siendo precisamente ese número el factor N. El valor de N, determinado experimentalmente, es de 6,023 x 1023 y es lo que se conoce como número de Avogadro. N = 6,023 x 10 23

MATERIALES

• Ácido oleico

• Agua

• Alcohol

• Papel milimetrado

• Tiza

• 1gotero

• 1 bureta

• Vasos de precipitado

• 1 bandeja

PROCEDIMIENTO

Mida 5 cm3 de ácido oleico y 95 cm3 de alcohol en una probeta y coloque la solución en una botella limpia. Agite bien la mezcla. Mida luego 5 cm3 de esta solución y mézclelos con 45 cm3 de alcohol.

Llene de agua una bandeja grande y poco honda, hasta la profundidad aproximada de un centímetro. Espolvoreando ligeramente la superficie del agua con tiza o polvo de licopodio hará visible la película. (Un poco de tiza frotada en un papel de lija producirá polvo de tiza limpio).

Para estar seguro de que la película es causada por el ácido oleico y no por el alcohol, deje caer una o dos gotas del alcohol en el tanque con un gotero.

Utilice ahora el gotero para aplicar una gota de la solución de ácido oleico. Mida al diámetro promedio de la película y calcule su área. Una ayuda para lograr una medición de área más aproximada, consiste en ubicar

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