DETERMINACIÓN DEL EXCESO DE SOLUTO SUPERFICIAL MEDIANTE LA ECUACIÓN DE ADSORCIÓN DE GIBBS FENOMENOS DE SUPERFICIES E IONES EN SOLUCION
Enviado por genioxlpensador • 31 de Marzo de 2022 • Prácticas o problemas • 1.270 Palabras (6 Páginas) • 433 Visitas
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UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO FACULTAD DE ESTUDIOS SUPERIORES CUAUTITLÁN
Campo 1
LICENCIATURA EN QUÍMICA INDUSTRIAL
SECCIÓN DE FISICOQUÍMICA
LABORATORIO DE FENOMENOS DE SUPERFICIE E IONES EN SOLUCIÓN
Reporte 3
DETERMINACIÓN DEL EXCESO DE SOLUTO SUPERFICIAL MEDIANTE LA ECUACIÓN DE ADSORCIÓN DE GIBBS
TEPETATE SOSA IRVING ALEJANDRO
MELO MEJIA DANIEL
SANTILLÁN ARELLANO ANA GABRIELA
VARGAS DE LOS SANTOS EDWING
GRUPO: 2451A
PROFESOR
Didier Nivon Ramirez
Guillermo Martinez Morua
INTRODUCCIÓN
La tensión superficial es la fuerza que pone un liquido para que su superficie se expanda y pueda ocupar una mayor área, esto permite que ciertos objetos con una mayor densidad que la del líquido (que muchas veces es agua) se puedan “sostener” en su superficie sin hundirse, pero esta fuerza se puede modificar a través de ciertos factores como puede ser la temperatura, la presión y la concentración de otras sustancias
Al agregar sustancias al agua modificamos su tensión superficial y esta puede aumentar o disminuir, dependiendo de la sustancia que añadamos:
- Cuando es una sal esta tenderá a disociarse, lo cual provocará que los cationes liberados “repelen” a los hidrógenos y por lo tanto estos estos se unen más entre ellos haciendo que la tensión superficial aumente un poco
- Si el soluto casi no se disocia y no forma buenas interacciones con el solvente entonces la tensión superficial disminuye ligeramente
- Si el soluto es un tensioactivo, este disminuye bruscamente la tensión superficial
[pic 3]
Podemos ver como en el caso 1) la tensión superficial aumenta un poco y luego se vuelve constante
En el caso 2) vemos que la tensión disminuye ligeramente al principio y luego se vuelve constante
En el caso 3) la tensión disminuye abruptamente y al final también alcanza un punto constante, aunque esta es casi nula
Estas concentraciones no se mantienen exactamente igual en todo el “cuerpo” del líquido, en la superficie o la interfase suele existir una mayor concentración conocida como “exceso de soluto superficial” el, cual se puede calcular de la siguiente forma:
[pic 4]
Donde:
- c = Concentración que se está agregando
- R = constante de los gases
- T = Temperatura
Este fenómeno de que haya una mayor concentración de moléculas en la superficie o interfase provoca que se forman monocapas, las monocapas pueden ser de 3 tipos, la de Langmuir, la de Gibbs y la Autoensamblada, sin embargo en este experimento nos vamos a enfocar en la de Gibbs.
La Monocapa de Gibbs está formada por un compuesto que es soluble en una de las fases separadas por la interface por lo tanto la monocapa se formará justo en la interfase
OBJETIVOS
- Aplicar la ecuación de adsorción de Gibbs para la determinación del exceso de soluto superficial en el sistema fenol o n-propanol/agua.
MATERIAL Y EQUIPO
Material | Reactivos |
Por Equipo: | Fenol o n-propanol |
1 Tensiómetro capilar completo | Agua destilada |
1 Vaso de precipitado de 1 L | |
1 Propipeta | |
1 Parrilla con agitación magnética | |
10 vasos de precipitados de 50 ml | |
1 Piseta | |
1 Picnómetro de 10 ml | |
Por grupo: | |
10 matraces aforados de 50 ml | |
1 matraz aforado de 250 ml | |
1 Espátula | |
1 Vidrio de reloj | |
1 Bureta de 50 ml | |
1 Soporte universal completo |
Diagrama de Flujo
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Resultados
[pic 7]
Análisis de resultados
1) Calcule la tensión superficial para cada concentración:
[pic 8][pic 9]
Transformamos las unidades a Kg y metros respectivamente, obteniendo los siguientes datos:[pic 10]
Solución | A | B | C | D | E | F | G | H | I | J | K |
[pic 11] | 0.0002443 | 0.00024 | 0.00023 | 0.00021 | 0.0002 | 0.00019 | 0.00018 | 0.00017 | 0.00015 | 0.00014 | 0.0001 |
2) Realice un gráfico de tensión superficial como función de la concentración.
[pic 12]
3) Con esta información calcule el exceso de soluto superficial,𝝘, mediante la ecuación de adsorción de Gibbs.
[pic 13]
Derivamos la ecuación de la recta y obtenemos que = -0.0001 [pic 14][pic 15]
4.10274x10-8 x(mol/L)[pic 16]
Solución | A | B | C | D | E | F | G | H | I | J | K |
Concentración (mol/L) | 0.025 | 0.05 | 0.1 | 0.2 | 0.3 | 0.4 | 0.5 | 0.6 | 0.7 | 0.8 | 1 |
(mol/m2)[pic 17] | 1.03*10-10 | 2.05*10-10 | 4.10*10-10 | 8.21*10-10 | 1.23*10-9 | 1.64*10-9 | 2.05*10-9 | 2.46*10-9 | 2.87*10-9 | 3.28*10-9 | 4.10*10-9 |
4) Realice el gráfico del exceso de soluto superficial en función de la concentración y discuta el comportamiento obtenido.
[pic 18]
En esta grafica podemos observar que el exceso de soluto superficial aumenta proporcionalmente en función de la concentración , formando una línea recta, este comportamiento es lógico ya que al aumentar la concentración del soluto se irá “almacenando” en la superficie y ya que sigue aumentando significa que no se alcanzó la saturación
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