Tensiunea superficială

1.Scopul lucrarii

Obiectul lucrarii de laborator il reprezinta determinarea coeficientului de tensiune superficiala.

2.Principiul lucrarii

Tensiunea superficiala reprezinta rezultanta fortelor tangentiale la suprafata libera a lichidului care actioneaza perpendicular pe contur. Apare datorita diferentei dintre fortele de adeziune (forte exercitate intre molecule de natura diferita) si fortele de coeziune (forte exercitate intre molecule de aceeasi natura). Aceasta diferenta de intensitate face ca moleculele de la suprfata unui lichid, care formeaza stratul superficial, sa exercite o comprimare asupra lichidului-cauza din care stratul superficial poseda o energie potentiala. Deoarece conditia de echilibru stabil impune minimizarea energiei potentiale, stratul superficial tinde spre forma geometrica de suprafata minima, si anume sfera. Fortele care actioneaza pentru micsorarea suprafetei stratului superficial au primit denumirea de forte de tensiune superficiala.

Coeficientul de tensiune superficiala σ reprezinta energia absorbita la cresterea suprafetei stratului superficial cu o unitate.

σ = = -

[σ]SI =

Se definesc doua tipuri de tensiune superficiala:

-statica (acesteia ii corespunde un coeficient de tensiune superficiala static), ce caracterizeaza suprafata lichidului dupa ce s-a instalat echilibrul de adsorbtie;

-dinamica (acesteia ii corespunde un coeficient de tensiune superficiala dinamic), ce caracterizeaza suprafata de separare a carei compozitie este identica cu cea a lichidului.

Lichidele pure au o compozitie a stratului superficial identica cu restul lichidului, compozitia stratului superficial ramanand constanta in timp. Ca atare, pentru lichidele pure

σ static = σdinamic

Solutiile de substante tensioacive au o compozitie a suprafetei de separare identica cu restul lichidului numai in momentul formarii suprafetei de separatie. In momentul imediat urmator incepe adsorbtia substantei tensioactive, ceea ce face ca

σ static ≠ σdinamic .

Dintre metodele de determinare a coeficientului de tensiune superficiala, in laboratoarele de biologie se utilizeaza metoda picaturilor numita si metoda stalagmometrica. Aceasta metoda permite determinarea unui coeficient necunoscut de tensiune superficiala al unei substante prin compararea acestuia cu un coeficient de tensiune superficiala cunoscut (de obicei, al apei). Exerimental, se numara picaturile care se formeaza la iesirea unui tub capilar si care corespund unui volum determinat de lichid.

Consideram o pipeta care, la unul din capete, este prevazuta cu un tub capilar. Presupunem ca introducem in pipeta un volum cunoscut de lichid si il lasam sa curga picatura cu picatura. O picatura se desprinde de marginea pipetei in momentul in care greutatea sa este egala cu forta de tensiune superficiala care se opune caderii.