Tensión
superficial.
Las fuerzas de atracción y de repulsión intermolecular afectan
a propiedades de la materia como el punto de ebullición, de fusión,
el calor de vaporización y la tensión superficial.
Dentro de un líquido, alrededor de una molécula actúan
atracciones simétricas pero en la superficie, una molécula
se encuentra sólo parcialmente rodeada por moléculas y en
consecuencia es atraída hacia adentro del líquido por las
moléculas que la rodean. Esta fuerza de atracción tiende
a arrastrar a las moléculas de la superficie hacia el interior del
líquido (tensión superficial), y al hacerlo el líquido
se comporta como si estuviera rodeado por una membrana invisible.
La tensión superficial es responsable de la resistencia que un líquido
presenta a la penetración de su superficie, de la tendencia a la
forma esférica de las gotas de un líquido, del ascenso de
los líquidos en los tubos capilares y de la flotación de
objetos u organismos en la superficie de los líquidos.
Termodinámicamente la tensión superficial es un fenómeno
de superficie y es la tendencia de un líquido a disminuir su superficie
hasta que su energía de superficie potencial es mínima, condición
necesaria para que el equilibrio sea estable. Como la esfera presenta un
área mínima para un volumen dado, entonces por la acción
de la tensión superficial, la tendencia de una porción de
un líquido lleva a formar una esfera o a que se produzca una superficie
curva o menisco cuando está en contacto un líquido con un
recipiente.
A la fuerza que actúa por centímetro de longitud de una película
que se extiende se le llama tensión superficial del líquido,
la cual actúa como una fuerza que se opone al aumento de área
del líquido. La tensión superficial es numéricamente
igual a la proporción de aumento de la energía superficial
con el área y se mide en erg/cm2 o en dinas/cm. La energía
superficial por centímetro cuadrado se representa con la letra griega
gamma ( g ).
TENSIÓN
SUPERFICIAL DE ALGUNOS LÍQUIDOS (a 20ºC)
|
nombre del
líquido
|
g
en dinas/cm
|
nombre del
líquido
|
g
en dinas/cm
|
|
Acetona
|
23.7
|
Éter
etílico
|
17.01
|
|
Benceno
|
28.85
|
n-Hexano
|
18.43
|
|
Tetracloruro
de carbono
|
26.95
|
Metanol
|
22.61
|
|
Acetato
de etilo
|
23.9
|
Tolueno
|
28.5
|
|
Alcohol
etílico
|
22.75
|
Agua
|
72.75
|
Los valores de la tensión
superficial mostraron que las moléculas superficiales tienen una
energía aproximadamente 25 % mayor que las que se encuentran en
el interior del fluido. Este exceso de energía no se manifiesta
en sistemas ordinarios debido a que el número de moléculas
en la superficie es muy pequeño en comparación con el número
total del sistema.
En la práctica, los efectos de superficie son significativos para
partículas que tienen un diámetro menor de 10-4 cm.