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Fenomenos Interfaciales

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by

Katherine Lobos Correa

on 20 June 2014

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Transcript of Fenomenos Interfaciales

Fenómenos Interfaciales
Se define como fenómeno interfacial como aquel fenómeno que relaciona dos fases, o una fase con el vacío, en la región estrecha en que sucede la transición de una fase a la otra (interfase). Estos fenómenos pueden ser:

Tensión Superficial
Adhesión
Cohesión
Extensión
Adsorción
Definiciones
Fase:
corresponde a una porción homogénea del sistema, que tiene propiedades intensivas constantes a lo largo de toda la fase
Interface:
es aquella región en el espacio en la cual el sistema como un todo sufre una transición de una fase a la otra, o también se puede definir como la región a través de la cual las propiedades intensivas del sistema cambian “desde” aquellas correspondientes a una fase “hasta” las de la otra fase.
Tipos de Interface
i. Sólido - Sólido
ii. Sólido – Líquido
iii. Sólido – Gas
iv. Líquido – Líquido
v. Líquido - gas

De acuerdo a la geometría de la configuración los sistemas interfaciales se pueden clasificar en:

Interfase libre
Microburbujas y Microgotas
Películas Líquidas
Coloides

Otra clasificación fundamental de estos sistemas es de acuerdo a su movilidad, lo cual es un factor predominante en todo proceso de relajación hacia el equilibrio
Fuerzas de adhesión y cohesión
Adhesión:

Unión de 2 superficies de sustancias diferentes.


Trabajo de adhesión :

Diferencia en la energía libre entre dos estados.

Donde 𝜸 indica la tensión interfacial, superficial o energía libre por unidad de área.

Cohesión:
Fuerzas que atraen y mantienen
unidas las moléculas

Trabajo de cohesión:

Es la energía necesaria para separar en contra de fuerzas de cohesión las moléculas del líquido que se extiende para que pueda fluir sobre el sustrato


Mojabilidad
Define la afinidad entre un liquido y un solido.
El ángulo de contacto es la traducción
cuantitativa de este concepto.

Ángulo <90° = Mojabilidad alta
(El fluido se extenderá por la superficie)
Ángulo >90° = Mojabilidad baja
( Disminuye contacto con la superficie)

Es el ángulo que tiene lugar en la superficie de una sustancia líquida, cuando esta entra en contacto con una sustancia en estado sólido.

Si θ≼90° Moja (menisco cóncavo)
θ=90° Superficie plana
θ≻90° No moja (menisco convexo)

Donde
R: Radio de curvatura del casquete esférico
R:radio del tubo
O: Ángulo de contacto

Ángulo de Contacto
Contacto Trifásico
Ángulos de contacto para varias interfaces líquido-sólido
Fenómenos Interfaciales
Tensión Superficial
Es un fenómeno que ocurre en la interface
Llamaremos tensión superficial de un liquido a la cantidad de energía necesaria para aumentar su superficie por unidad de área.
Surfactantes
Existen sustancias que influyen por medio de la tensión superficial en la superficie de contacto entre dos fases (p.ej., dos líquidos insolubles uno en otro), existen dos tipos:

Iónicos: según su carga anionicos, catiónicos y anfóteros

No-ionicos

Iónicos
Métodos para medir la tensión superficial

Métodos Basados en la Medición de una Fuerza: 

Métodos Basados en la Medición de la Presión.
 
Métodos basados en las Medidas Geométricas o de Deformación de una Interface en un Campo Gravitacional

Propiedades termodinámicas y energía libre
Determinación de la energía libre de Gibbs (G)

Combinando con la definición de energía libre
𝐺=𝐻−𝑇𝑆=(𝑈+𝑃𝑉)−𝑇𝑆
Obteniéndose la expresión para la variación de energía libre

Aplicaciones a casos reales
Tenemos que enfrentar o usar fenómenos interfaciales cada vez que estemos en presencia de una frontera bidimensional de objetos tridimensionales
Proceso de la flotación de minerales
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