Exceso De Soluto Superficial

Actividad experimental N° 3.

Determinación del Exceso Soluto Superficial / Adsorción de Fenol en Agua

Objetivos:

• Aplicar la ecuación de adsorción de Gibbs para la determinación del exceso de soluto superficial en el sistema fenol o n-propanol/agua

Introducción

Tensión superficial.

Líquido a la cantidad de energía necesaria para aumentar su superficie por unidad de área.1 Esta definición implica que el líquido tiene una resistencia para aumentar su superficie. 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. Como efecto tiene la elevación o depresión de la superficie de un líquido en la zona de contacto con un sólido.

El efecto de un soluto en la tensión superficial.

Los líquidos que poseen las interacciones más fuertes presentan las tensiones más altas y viceversa.

En el caso de sales iónicas en agua, éstas tienden a solvatarse fuertemente, lo cual es equivalente a aumentar el grado de asociación del agua. Esto resulta en un ligero aumento en la tensión superficial (curva I en la figura).

Si el solvente no solvata fuertemente un soluto, se producirá una disminución de las interacciones intermoleculares del líquido, lo cual producirá un descenso en la tensión superficial (curva II). Algunas sustancias, en bajas concentraciones, disminuyen bruscamente la tensión superficial; y, a partir de una concentración crítica, mantienen una valor casi constante de (gamma) (curva III). A dichas sustancias se les llama tensioactivos o surfactantes. Entre los surfactantes más conocidos están los jabones y los detergentes.

Las moléculas se pueden clasificar en dos tipos según su tendencia apermanecer en la interfase o a pasar a la disolución. Tensoactivos: Tratan de permanecer en la interfase, aumentando lasuperficie y disminuyendo por tanto la tensión superficial. Tensionicos: Prefieren la disolución y provocan el efecto contrario.

Ecuación de adsorción de Gibbs.

monocapas y actividad superficial

Entre los tensoactivos se han encontrado compuestos que tienen tal avidez por la superficie que se acumulan en ésta, no existiendo prácticamente en el interior de la fase líquida dando lugar a una disminución considerable de la tensión superficial. Tal es el caso, por ejemplo, de los ácidos grasos de cadenas largas en agua como el esteárico y el oleico. A menos que se añada al sistema tanto ácido graso que se sature la superficie, éste formará una monocapa, en la que todas las moléculas estarán colocadas verticalmente a la misma ocupando toda la superficie.

Las monocapas pueden estudiarse mediante un dispositivo ideado por Langmuir en 1917 que se conoce como balanza superficial de Langmuir.

Equipos reactivos y materiales

Material Reactivos

1 tensiómetro capilar completo n-Propanol : concentraciones en la tabla 1

1 vaso de precipitados de un litro Agua destilada

4 vasos de precipitado de 50 mL

1 propipeta de 20 mL

Picnómetro de 10 mL

Barra magnética

Agitador Magnético (Parrilla)

Tabla 1 :

Procedimiento experimental:

1.- Colocar aprox. 50 mL del disolvente en estudio en el tensiómetro capilar haciendo coincidir el disolvente con el cero del tubo capilar, ver Figura 1 en la Actividad Experimental No. 1.

2.- Calcular de nueva cuenta el radio del tubo capilar con un disolvente de tensión superficial conocida.

3.- Determinar la altura (h) para cada disolvente que asciende por el tubo capilar a las siguientes Concentraciones:

4.- Medir la densidad de los disolventes a las diferentes temperaturas.

5.- Hacer los cálculos necesarios para obtener el valor de la tensión superficial

Diagrama de flujo:

1.- Lavar el material de vidrio. La limpieza de este material es importante, cualquier impureza modificará los resultados experimentales.

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