Estructura y Propiedades de los Materiales PDF

ESTRUCTURA Y PROPIEDAD DE LOS MATERIALES DOCENTE: DRA. YOLANDA FLORES VELÁZQUEZ FACULTAD DE CIENCIAS QUÍMICAS E INGENIERÍA UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DEL ESTADO DE MORELOS  Cuando colocamos agua en una superficie TENSIÓN...

ESTRUCTURA Y PROPIEDAD DE LOS MATERIALES DOCENTE: DRA. YOLANDA FLORES VELÁZQUEZ FACULTAD DE CIENCIAS QUÍMICAS E INGENIERÍA UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DEL ESTADO DE MORELOS  Cuando colocamos agua en una superficie TENSIÓN SUPERFICIAL cerosa, forma gotas casi esféricas. Este comportamiento se debe a un desequilibrio entre las fuerzas intermoleculares en la superficie del líquido. Las moléculas del interior experimentan atracciones iguales en todas direcciones, mientras que las de la superficie experimentan una fuerza neta hacia adentro. Lo que hace que el líquido se comporte como si tuviera una piel. Brown, T., LeMay, H., Bursten B. QUÍMICA La ciencia central. Pearson Prentice Hall.  La tensión superficial es la energía requerida para aumentar el área superficial de un líquido en una unidad de área. Por ejemplo, la tensión superficial del agua a 20ºC es de 7.29 x10-2 J/m2, lo que significa que es necesario suministrar 7.29 x 10-2 J de energía para aumentar en 1 m2 el área superficial de una cantidad dada de agua. El agua tiene una tensión superficial elevada a causa de sus fuertes puentes de hidrógeno. La tensión superficial del mercurio es aún mayor (4.6 x 10-1 J/m2) a causa de los enlaces metálicos, más fuertes aún, entre los átomos de mercurio. La tensión superficial es una medida de las fuerzas hacia adentro que deben vencerse para extender el área superficial de un líquido. Brown, T., LeMay, H., Bursten B. QUÍMICA La ciencia central. Pearson Prentice Hall.  Tensión Variables de densidad, Densidad Viscosidad viscosidad y tensión Sustancia superficial (g/mL) (cP) superficial para diversas (mN/m) sustancias a 25ºC  COHESIÓN Y ADHESIÓN Fuerzas de cohesión. Fuerzas intermoleculares que unen moléculas similares unas a otras, como los puentes de hidrógeno del agua. Mantienen unidas a las moléculas entre si. Fuerzas de adhesión. Fuerzas intermoleculares que unen una sustancia a una superficie. El agua se adhiere al vidrio porque las fuerzas de adhesión entre el agua y el vidrio son más intensas aún que las fuerzas de cohesión entre las moléculas del agua. La forma de una burbuja de jabón se debe a la fuerza hacia adentro (tensión superficial) que actúa para reducir el área superficial. Kenneth W. Whitten, Raymond E. Davis, M. Larry Peck y George G. Stanley. QUÍMICA. Cengage Learning Editores.  Las cargas parciales positivas de los átomos de hidrógeno del agua se enlazan fuertemente a las cargas parciales negativas de los átomos de oxígeno en la superficie del vidrio. Como resultado, el agua se adhiere al vidrio o se dice que lo moja. Conforme el agua asciende por las paredes del tubo de vidrio, aumenta su área favorable de contacto con el vidrio. La superficie curva, o menisco, de la parte superior del agua tiene forma de U. En el mercurio, el menisco Cóncavo Convexo tiene una curva hacia abajo en los puntos en que el metal hace contacto con el vidrio. Las fuerzas de cohesión entre los átomos de mercurio son mucho más intensas que las fuerzas de adhesión entre los átomos de mercurio y el vidrio. Brown, T., LeMay, H., Bursten B. QUÍMICA La ciencia central. Pearson Prentice Hall.  Capilaridad La acción capilar se presenta cuando un extremo de un tubo capilar, de calibre pequeño (diámetro interno), se sumerge en un líquido. Si las fuerzas de adhesión superan las fuerzas de cohesión, el líquido asciende por las paredes del tubo hasta alcanzar un equilibrio entre las fuerzas de adhesión y el peso del líquido. Mientras más pequeño sea el diámetro del capilar, mayor es la altura a la que asciende el líquido Kenneth W. Whitten, Raymond E. Davis, M. Larry Peck y George G. Stanley. QUÍMICA. Cengage Learning Editores.  ACCIÓN CAPILAR Si colocamos un tubo de vidrio de diámetro pequeño (un capilar) en agua, el líquido sube por el tubo. El ascenso de líquidos por tubos muy angostos se denomina acción capilar. El líquido sube hasta que las fuerzas de adhesión y cohesión se equilibran con la fuerza de la gravedad sobre el líquido. Kenneth W. Whitten, Raymond E. Davis, M. Larry Peck y George G. Stanley. QUÍMICA. Cengage Learning Editores.  Cuando se recubre un vidrio con un polímero de silicona se reduce la adhesión del agua al vidrio. El lado izquierdo de cada vidrio se trato con un polímero de silicona. el lado que recibió tratamiento forma gotitas que pueden retirarse con facilidad. Kenneth W. Whitten, Raymond E. Davis, M. Larry Peck y George G. Stanley. QUÍMICA. Cengage Learning Editores.  F1= 2πrγ θ 2πrγ = πr 2hρg rhρg γ= 2 rhρg γ= 2 cos θ F2= πr2hρg Keith J., Laidler., John H. Meiser. FISICOQUÍMICA. Grupo Editorial Patria.  Tensión superficial a 293 K LÍQUIDO N m-1 ÁCIDO ACÉTICO 0.0276 ACETONA 0.0237 BENCENO 0.0289 ETANOL 0.0223 n-HEXANO 0.0184 MERCURIO 0.476 (298K) AGUA 0.07275 Chang R. FISICOQUÍMICA. Mc Graw Hill. México