MEDICIÓN DE LA TENSIÓN SUPERFICIAL DEL AGUA

MEDICIÓN DE LA TENSIÓN SUPERFICIAL DEL AGUA

P. Bergan1; J. Escobar2; M. Espinosa3; J. Espinosa 4, L. Montenegro5

1,2,3,4 Estudiantes de licenciatura en Ciencias Naturales; Física, Química y Biología, facultad de educación, Universidad Surcolombiana Neiva-Colombia

RESUMEN

La tensión superficial de un líquido se comporta como una membrana en tensión o compresión; es decir, que el líquido ejerce una fuerza en su estado estático, el presente informe de laboratorio tiene como finalidad medir la fuerza de atracción sobre un anillo de metal antes de romperse la membrana de agua. Para ello, se hace uso de un dinamómetro y un anillo de metal suspendido, introduciéndose por completo en el agua (primero agua normal y después agua con jabón), para después ser elevado lentamente, hasta cuando se observa a la membrana estar a punto de romperse, tomando ahí la medida dada por el dinamómetro, teniendo como resultado una disminución de la tensión superficial del agua cuando se le anexa jabón, logrando de esta forma medir la tensión superficial del agua con margen de error de 5,3%.

Palabras claves: Fuerza, tensión superficial, membrana, agua.

ABSTRACT

The superficial tension of a liquid be haves as a membrane in tension or compression; that is, that the liquid exerts a force in its static state, the present laboratory report has the purpose of measuring the force of attraction on a metal ring before breaking the water membrane. For this, use is made of a dynamometer and a metal ring suspended, introducing itself completely in the water (first normal water and then soapy water), and then slowly rising until when the membrane will be observed to be about to break, taking there is the measurement given by the dynamometer, resulting in a decrease in the surface tension of the water when soap is added, thus measuring the surface tension of the water with a margin of error of 5.3%.

Keywords: weight, surface tension, ,measure, water.

TEORIA RELACIONADA

La tensión superficial de un líquido se comporta como una membrana en tensión o compresión; es decir, que el líquido ejerce una fuerza en su estado estático. De acuerdo con la teoría de atracción molecular, las moléculas de un líquido que se encuentran considerablemente debajo de la superficie actúan una sobre otra por medio de fuerzas que son iguales en todas direcciones. Sin embargo, las moléculas que se encuentran cerca de la superficie tienen una mayor atracción entre sí, que las moléculas que están inmediatamente debajo de ella. Como se observa en la imagen 1 (1)

[pic 1]

Imagen 1. Tensión superficial, ejercida por un líquido. (1)

De igual manera la superficie de un líquido actúa como una membrana estirada. Debido a este efecto de membrana, cada porción de la superficie del líquido ejerce tensión sobre porciones adyacentes o sobre objetos que estén en contacto con la superficie del líquido. Esta tensión actúa en el plano de la superficie, y su magnitud por unidad de longitud se conoce como la ley de ley de Laplace. (1)

En el interior de un líquido una molécula es atraída por todas las que le rodean (fuerzas de cohesión), de manera que el efecto total es nulo. (2)

La tensión superficial mide la fuerza por unidad de longitud del borde de sujeción. Su unidad por tanto en el S.I. es el Newton/metro. (2)

Cuando el hidrogeno entra unido a un átomo muy electronegativo la nube electrónica se distorsiona considerablemente hacia este, exponiendo el núcleo del hidrogeno. La fuerte carga positiva del escasamente protegido núcleo del hidrogeno es atraída por la carga negativa del átomo electronegativo de una segunda molécula. A esta clase de fuerza se le denomina puente de hidrogeno (3)

En el caso del agua, el valor de esta tensión superficial es:

              [1][pic 2]

Este fenómeno se produce porque cada una de las moléculas interacciona con las que le rodean. El radio de acción de las fuerzas moleculares es relativamente pequeño, abarca a las moléculas vecinas más cercanas.  (4)

MONATAJE Y PROCEDIMIENTO

[pic 3][pic 4]

Imagen 2 Montaje tensión superficial

Para iniciar la práctica de laboratorio de tensión superficial se tomó la temperatura al recinto, teniendo en cuenta que la temperatura es una de las características por las cuales, pueden variar los resultados de los experimentos.  

Con ayuda del pie de rey, se tomó la medida del diámetro al interior (54,2 mm) y exterior (57 mm) del anillo de metal. Como el anillo era sensible a la grasa y por ende los resultados podrían alterarse, se lavó con agua y jabón.

El dinamómetro fue colocado en el soporte universal, luego se tomó el anillo y se colocó en la punta inferior del dinamómetro, para poder ajustarlo se tomó el manguito deslizable y se llevó hacia abajo suavemente, luego fue soltado, de esta manera el dinamómetro quedo en la medida cero. Es importante decir que el dinamómetro da su medida en mN (milinewton).

Sobre la superficie del gato estaba un beaker que contenía agua destilada, este se colocó debajo del anillo el cual fue sumergido hasta la mitad del beaker, con la ayuda de la palanca del gato se fue bajando, con el fin de que el dinamómetro tomara la medida al momento exacto cuando el anillo con su borde superior rompiera la capa del agua destilada.

Luego se le agrego un poco de cloro al agua destilada, para así poder sumergir nuevamente le anillo. Por último, el agua destilada fue cambiada por agua destilada limpia, se le agrego un poco de detergente, se agito suavemente para que se lograra disolver con el agua, luego fue sumergido el anillo por tercera vez, repitiendo el procedimiento mencionado anteriormente.