PortadaUNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERAFACULTAD DE INGENIERA QUMICA Y TEXTILDepartamento Acadmico de Ingeniera Qumica

Tensin superficial de lquidosGRUPO N 6INTEGRANTES:Pedro Santiago Salcedo GutirrezMarly Espinoza RoblesBilly Tantahuillca Landeo

DOCENTES:Ing. Olga Bulln CamarenaIng. Marcos Surco lvarez

LIMA PER2015ndice general

Portada1ndice general2ndice de tablas3ndice de figuras3DENSIDAD DE LIQUIDOS4Objetivos4Fundamento terico4Parte experimental6Datos experimentales6Clculos qumicos6Observaciones11Conclusiones11Bibliografa12Anexos12

ndice de tablas

Tabla n 11

Tabla n 27

Tabla n 37

Tabla n 46

ndice de figuras

Figura n 12

Figura n 28

Figura n 313

DENSIDAD DE LIQUIDOSObjetivos

Determinacin de la tensin superficial de un lquido a diferentes temperaturas por el mtodo de ascenso capilar.Fundamento terico

La tensin superficial es una propiedad de la superficie de un lquido que permite soportar una fuerza externa. Se puede observar, por ejemplo, cuando ciertos insectos se sostienen sobre la superficie del agua e igual ocurre con algunos objetos, como una hoja de afeitar colocada horizontalmente sobre la superficie del lquido, aunque sean ms densos que el agua y no pueden flotar. La tensin superficial est causada por la atraccin entre molculas semejantes y es la responsable de muchos de los comportamientos de los lquidos. Se llama cohesin. La tensin superficial tiene la dimensin de fuerza por unidad de longitud o de energa por unidad de rea.La tensin superficial, se mide normalmente en dinas/cm, la fuerza que se requiere (en dinas) para romper una pelcula de 1cm de longitud. Se puede establecer de forma equivalente la energa superficial en ergios por centmetro cuadrado. A 20 C las siguientes sustancias tienen diferentes tensiones superficiales como se muestra en la fig.1: (Levine, Fisicoquimica, 1996)

Tabla n1. Tensin superficial de diferentes sustancias a 20 C

Una de las formas de medir la tensin superficial es haciendo uso de un capilar el cual se coloca verticalmente en un recipiente de lquido que moje, el lquido asciende por el capilar, hasta alcanzar determinada altura. Si el lquido no moja, el nivel de lquido en el capilar es menor que en el recipiente. Debido a lacurvatura de una superficiese produce una sobrepresin en su interior.

Fig.1. ascenso capilar del agua

La superficie del menisco en el capilar se puede considerar como un casquete esfrico de radioR.La relacin entre el radio del capilarr, el radio del meniscoRy el ngulo de contactoq, es.r=RcosDebido a la curvatura de la superficie habr una sobrepresin hacia el centro del menisco, que de acuerdo con laley de Laplace(superficie de una cara), valdr

Por efecto de esta sobrepresin, el lquido asciende una alturah.Dp=rghLa alturaha la que asciende el nivel del lquido en el capilar ser

La altura a la que se eleva o desciende un lquido en un capilar es directamente proporcional a su tensin superficial y est en razn inversa a la densidad del lquido y del radio del tubo.Considerando que el ngulo de contacto de los lquidos con la pared del capilar es pequeo de modo que cos1.

Parte experimentalDatos experimentales

Para el Agua:Temperaturas263959

H(mm)(experimental)2.8331.73.7

Densidad(terico)0.996860.992630.98364

Alcohol etlicoTemperaturas25

H (mm)(experimental)3.23

Densidad (terico)0.789

Liquido problemaTemperaturas29

H (mm)(experimental)3.33.53.2

Clculos qumicos

1. Utilizando la ecuacin (4), para el agua a 25oC y con la ayuda de manuales, determine el radio capilar.

De la ecuacin 4:

Tabla n 2: densidad del agua a diferentes temperaturas

Tabla n3. Tensin superficial del agua a diferentes temperaturas

Con los datos podemos hallar el radio del capilar a 25 oC

Resultando

r= 0.00052396 m

1. calcule la tensin superficial a diferentes temperaturas experimentales de dy/cm; para el agua y los otros lquidos.

Para el Agua:Temperaturas263959

H(mm)(experimental)2.8331.73.7

Densidad(terico)0.996860.992630.98364

Alcohol etlicoTemperaturas25

H (mm)(experimental)3.23

Densidad (terico)0.789

Utilizando la frmula:

Obtuvimos los siguientes resultados

Temperatura(experimental)(terico)% error

agua260.07258020.07260.1379%

390.0679440.07013.014%

590.0622390.0686.827%

etanol250.0284360.02327.067%

1. Haga un cuadro comparativo de los valores y grafique vs T

Figura 2: grafica de tensin superficial vs temperatura del agua

1. Calculo del cambio de entropa por unidad de rea

Basndose de la siguiente ecuacin:

No se presentan reacciones qumicas

Para el agua

Seguidamente se realizan los mismos procedimientos para 40C y 60C resaltandoTodos los datos obtenidos en tabla

TC(experimental)

(terico)

%error

26---

393.11%

5911.24%

Para el etanol

TC(experimental)(terico)%error

2618.55%

1. Con la Ecuacion de Etvs calculamos sus respectivas constantes a diferentestemperaturas.

Ecuacion de Etvs mejorada:

Donde :Tc : Temperatura critica de la sustanciaT: Temperatura a la cual se encuentra la sustanciaM: Masa molar de la sustanciaKe: Constante de Eotvosp: Densidad de la sustanciaV: Volumen molarDonde V = M/p

Para el agua = 1.4538 * *

Respectivamente se realizan para los grados figurados en la tablaTCKe * **%error

26--1.4538--

391.42841.47373.07%

591.40201.50476.82%

Para el etanol

TCKe * **%error

252.01221.583627%

Observaciones

Conforme aumenta la temperatura, la altura que asciende el agua en el capilar disminuye

Al apretar la bomba de aire, se ve que al momento de retirar del capilar, este succiona un poco de lquido.

La temperatura en el bao hecho en el laboratorio, se enfriaba reduciendo la temperatura hasta 5C por debajo de la temperatura requerida.

El nivel de ascenso del etanol es mayor respecto del agua destilada.

Conclusiones

El valor de la tensin superficial del agua es mayor que la del etanol, debido a las fuerzas intermoleculares como, puente de hidrogeno.

Dicho error del etanol, se debe, al calcular el valor de la tensin, tomamos el ngulo de contacto igual a 0, sin embargo esto no es correcto. Esto demuestra que el etanol pose un alto ngulo de contacto que no puede despreciarse, cosa que no sucede con el agua, que nos dio un bajo porcentaje de error.

El valor de la tensin superficial, varia linealmente(aproximadamente) con la temperatura

Los mrgenes de error, en algunos muy elevados, se explica por una mala medicin de alturas, no haber alineado exactamente la escala con el capilar o una variacin debida a la bombilla de jebe, ya que al presionar muy fuerte o muy despacio se obtienen medidas con alguno que otra variacin.Bibliografa

wikipedia. (30 de 09 de 2015). Obtenido de https://es.wikipedia.org/wiki/Balanza_de_Mohr-Westphal academia. (s.f.). Recuperado el 03 de noviembre de 2015, de - http://www.academia.edu/5075786/Densidad_del_agua_liquida_entre_0_C_y_100_C castellan, G. W. (1987). Fisico Quimica. Mexico: Addison. creces. (s.f.). Recuperado el 03 de noviembre de 2015, de http://www.creces.cl/new/index.asp Levine. (1996). Fisicoquimica (cuarta ed.). Mexico: Mc Graw-Hill. wikipedia. (s.f.). Recuperado el 03 de noviembre de 2015, de http://es.wikipedia.org/wiki/Tension_superficial.

Anexos

Importancia y aplicaciones de la tensin superficialEn la aplicacin de tintas, barnices y adhesivos sobre superficies plsticas o metlicas es decisiva la tensin superficial de la superficie de adherencia.En casi todos los casos, de un mayor valor de energa superficial del material que compone la superficie, resultar una mayor adherencia del material aplicado sobre ella, ms humectacin.Para aumentar la adherencia en un material con tensin superficial bajo, se emplean tratamientos previos qumicos o fsicos (es el caso de muchos plsticos). En algunas ocasiones, el material presenta tensin superficial baja slo de forma aparente debida a la suciedad acumulada (residuos de grasa y aceites, huellas digitales, etc.)Aplicacin en la industria de los tensoactivos

Como es el mecanismo por el cual sea los detergentes arrasa la suciedad de la ropa la detergencia podra definirse como la "accin de limpiar la superficie de un de material sucio en un bao lquido en el que se disuelven uno o varios solutos.

Detergentes que ayudan a la limpieza de los sistemas ms importantes de detergencia emplean agua de como solvente. Un sistema detergente completamente formulado funciona modificando las propiedades de estas interfaces, cambiando as la energa de las interacciones entre la suciedad y el sustrato.Por lo general la sal de cido carboxlico es ms soluble en agua que el propio cido.Cuando la parte hidrocarbonada del cido es muy grande en comparacin con el grupo carboxilato, la parte inica de la molcula interacciona favorablemente con el agua y tiende a disolverse, pero el resto de la cadena no.las cadenas hidrocarbonadas de molculas vecinas se atraen mutuamente por fuerzas de van der waals ms de lo que lo estn por las molculas polares del agua.

En su comportamiento la sal de un cido de cadena larga, tiene dos regiones: una cabeza hidrofilia, el grupo carboxilato soluble en agua, y hidrofbica cola una, la parte de cadena hidrocarbonada que es repelida por las molculas del agua y atrada, cambio por las cadenas hidrocarbonadas de las molculas vecinas la estructura de estos compuestos provoca una orientacin especial de sus molculas en la superficie del agua: las cabezas estn en el agua y las cadenas hidrocarbonadas sobresalen hacia el aire.La concentracin de molculas en la disminuya superficial superficie del agua provoca que su tensin.Los compuestos que presentan tales comportamientos se llaman compuestos tensoactivos o surfactantes o surfactivos. Los jabones son un tipo de compuestos tensoactivos. Fig.3. efecto de la sustancia tensoactivas a la tensin superficial

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