TENSIUNEA SUPERFICIALA

TENSIUNEA SUPERFICIALA

Din punct de vedere structural G L S

O substanta lichida este separata de atmosfera inconjuratoare printr-o patura superficiala.

• Intre moleculele din interiorul lichidului forte de atractie care se compenseaza reciproc ( R=0 ).

• Moleculele din stratul superficial atrase spre interiorul lichidului [fortele de atractie (coeziune) exercitate de moleculele din interior sunt mai mari decat cele exercitate de moleculele de gaz ] Þ Rezultanta ¹

(forta de tensiune superficiala)

Patura superficiala membrana elastica

Þexistenta unor forte superficiale in membrana superficiala care actioneaza tangential in toate directiile.

Moleculele din stratul superficial : E _{pot sup} > E _{pot int}

Sistemele echilibru Û atunci cand E _pot= minima

Þstarea de echilibru se realizeaza cand exista cele mai putine molecule la suprafata tendinta de micsorare a suprafetei libere a lichidului

In concluzie:

Forta tangenta care ia nastere in stratul superficial si care micsoreaza suprafata libera a lichidului se numeste forta de tensiune superficiala.

Fortele de interactiune dintre molecule depind de distanta dintre ele.

Pentru R< R₀ Þ Rezultanta fortelor este de respingere

Pentru R> R₀ Þ Rezultanta fortelor este de atractie

La distanta R₀, fortele de atractie si de respingere se compenseaza reciproc. R₀=distanta de echilibru

R= raza de actiune moleculara

R 10^-8 m

Fiecare molecula (sfera) interactioneaza cu moleculele din imediata vecinatate.

Presiunea exercitata de moleculele din stratul superficial asupra celorlaltor molecule de lichid, se numeste presiune interna.

EXP.

Lichid gliceric in interiorul unui cadru de sarma cu latura CD mobila.(Lasata in poz. C₁D₁ se deplaseaza in sensul micsorarii ariei suprafetei libere a peliculei).

Þfortele superficiale efectueaza lucru mecanic pe seama micsorarii energiei potentiale

s = coeficient de tensiune superficiala

L_S = -s DS

Þ DE_p = s DS

L_S = F Dx

L_S = s DS      Þ F Dx = s DS Þ F Dx = s l Dx Þ

F = s l

s F l

Unitate de masura : [s]_SI=[F]_SI/[l]_SI

Tensiunea superficiala     

• Scade odata cu cresterea temperaturii
• Scade odata cu cresterea concentratiei
• Depinde de natura substantei

Tensiunea superficiala se poate modifica prin adaugarea altor substante

Substantele care prin adaugarea lor scad tensiunea superficiala a solutiei, se numesc TENSIOACTIVE.

Cele care prin adaugarea lor cresc (sau nu modifica) tensiunea superficiala a solutiei se numesc TENSIOINACTIVE.

SUBSTANTELE TENSIOACTIVE : acizi, alcooli, saruri biliare,etc.

Sunt substante organice care contin in molecula lor:

Grupari polare ( hidrofile )

Lanturi hidrocarbonate ( hidrofobe )

In contact cu apa, gruparea polara (hidrofila) se orienteaza in stratul superficial spre faza apoasa, iar cea nepolara (hidrofoba) spre partea opusa.

Are loc un fenomen de adsorbtie ( concentrarea spontana a moleculelor in stratul superficial ).

Cantitatea de substanta adsorbita in stratul superficial este o functie dependenta (crescatoare ) de concentratia solutiei.

Daca:      c Þ M_adsorbita Þ Tens. Sup.¯

Are loc pana cand suprafata libera este "saturata". Astfel,T ajunge la o valoare minima.

Coeficientul de adsorbtie : a = - c/T.R . ds/dc Relatia lui Gibbs

Izoterma tensiunii superficiale

Izoterma de adsorbtie