Fenómenos de Superficie: generalidades sobre tensión superficial y adsorción

1. FENOMENOS DE SUPERFICIE
TENSIÓN SUPERFICIAL
ADSORCIÓN

2. FENÓMENOS DE SUPERFICIE
LAS MOLÉCULAS, ÁTOMOS O IONES DE LA SUPERFICIE DE UNA
SUSTANCIA SE ENCUENTRAN EN CONDICIONES DIFERENTES A LAS DE
LAS DEMÁS PARTÍCULAS DEL INTERIOR DE UNA SUSTANCIA
•En la superficie de sólidos Y líquidos las
moléculas, átomos y iones tienen sus
valencias como sus fuerzas de interacción no
compensadas.
•Este fenómeno en los sólidos hace que la
superficie tenga la tendencia a captar
partículas de otras sustancias dando origen a
la adsorción.

3. FENÓMENOS DE SUPERFICIE
LAS MOLÉCULAS, ÁTOMOS O IONES DE LA SUPERFICIE DE UNA
SUSTANCIA SE ENCUENTRAN EN CONDICIONES DIFERENTES A LAS DE
LAS DEMÁS PARTÍCULAS DEL INTERIOR DE UNA SUSTANCIA
•En los líquidos la superficie se convierte
en una especie de membrana elástica que
se resiste al incremento de su superficie
como consecuencia de la resultante de la
fuerzas intermoleculares en la superficie,
dando origen a la tensión superficial,
responsable del ascenso o descenso
capilar.

4. TENSIÓN SUPERFICIAL
Manifestación visual

5. TENSIÓN SUPERFICIAL
DEFINICIÓN: FUERZA POR UNIDAD DE LONGITUD QUE SE
OPONE AL INCREMENTO DEL AREA SUPERFICIAL
•γ (gamma) depende de la naturaleza de las dos fases
puestas en contacto.
•El valor de γ depende de la magnitud de las fuerzas
intermoleculares en el seno del líquido.
•Para un líquido dado, el valor de γ disminuye con la
temperatura, debido al aumento de la agitación
térmica.
•γ tiende a cero conforme la temperatura se aproxima
a la temperatura crítica.

6. TENSIÓN SUPERFICIAL EN
LIQUIDOS
Y CAPILARIDAD

7. TENSIÓN SUPERFICIAL
Y CAPILARIDAD

8. TENSIÓN SUPERFICIAL
Y CAPILARIDAD

9. TENSIÓN SUPERFICIAL
Y CAPILARIDAD

10. TENSIÓN SUPERFICIAL
CAPILARIDAD
La altura h de ascenso capilar
es proporcional a 1/r.
El ascenso o descenso capilar
depende de las fuerzas de
adhesión en la interfase sólido-
líquido (con las paredes del
tubo capilar) y de cohesión de la
interfase líquido-aire(debido a la
tensión superficial) y se detiene
cuando las fuerzas que
impulsan el líquido hacia arriba
se contrarrestan con las que lo
empujan hacia abajo

11. TENSIÓN SUPERFICIAL EN
SOLUCIONES

12. TENSIÓN
SUPERFICIAL

13. TENSIÓN SUPERFICIAL

14. ADSORCIÓN
CONCEPTO: proceso mediante el cual un sólido poroso (a nivel
microscópico) es capaz de retener partículas de gas o de soluto en
su superficie tras entrar en contacto con éste.
 ADSORBENTE: sólido poroso
 SUSTRATO: superficie sólida sobre la que tienen lugar la
adsorción.
 ADSORVATO: partículas a ser retenidas
 RECUBRIMIENTO: medida de la extensión de la adsorción de
especies en una superficie

15. ADSORCIÓN
El adsorbente dispone de nano poros, lo que se conoce
como centros activos, en los que las fuerzas de enlace
entre los átomos no están saturadas. Estos centros activos
admiten que se instalen moléculas de naturaleza distinta a
la suya

17. ADSORCIÓN
Nano poros del adsorbente = Centros Activos
Características de los centros activos:
Las fuerzas de enlace entre los átomos no están saturadas.
Estos centros activos admiten que se instalen moléculas de
naturaleza distinta a la suya.
La adsorción es un proceso exotérmico y se produce por
tanto de manera espontánea si el adsorbente no se
encuentra saturado.

18. ADSORCIÓN
• Las moléculas pueden enlazarse de dos formas a una
superficie:
• Adsorción Física o Fisisorción: La adsorción física
consiste en un enlace débil originado por fuerzas de
Van der Waals, y en principio no hay una redistribución
de carga en la molécula/átomo y la superficie
• Adsorción química o Quimisorción: La adsorción
química implica un cambio sustancial en la densidad
electrónica entre substrato y adsorbato. La naturaleza
del enlace puede ser intermedia entre iónico y
covalente

19. ADSORCIÓN
Físico-química estudia los equilibrios que se dan en los
procesos de adsorción
La base del estudio lo constituyen las isotermas de
adsorción.
(representaciones gráficas de la cantidad de
sustancia adsorbida frente a otras variables como la
presión o la concentración, y la temperatura

20. ISOTERMAS DE ADSORCIÓN

21. ADSORCIÓN
Área 1: bajas presiones
Área 1 Adsorción directamente
Área 2 proporcional a la presión
Área 3 Área 2: presiones media
A mayor presión mayor adsorción
Área 3: altas presiones
La adsorción se mantiene
constante a pesar del incremento
de presión
En cuanto a la temperatura a mayor
temperatura menor adsorción

22. DESORCIÓN
DESORCIÓN:
Si una especie adsorbida se mantienen a baja
temperatura, permanece en este estado, pero
si la temperatura aumenta puede ocurrir lo
siguiente:
- la especie se descompone
- la especie reacciona con otras especies
- la especie se desorbe

23. GRACIAS POR SU ATENCIÓN