Tema 6: Estudio termodinámico de las interfases

El 27.1% de la materia será superficial y no podrán despreciarse sus efectos sobre las
propiedades del sistema en este caso.
Los efectos de la interfase serán notables en sistemas con mucha superficie: coloides, sólidos
porosos (como las zeolitas) o dispersiones como la del ejemplo anterior. También serán
decisivas en aquellos procesos que tienen lugar únicamente sobre superficies (corrosión,
reacciones sobre electrodos, membranas celulares…). Muchas aplicaciones químicas en la
industria se basan en fenómenos superficiales (adherencia, lubricación, detergencia…). Los
fenómenos de superficie implican al menos una fase condensada (sólido o líquido) ya que
entre 2 gases las interacciones son tan débiles que las moléculas apenas notan cambio al pasar
del interior de una fase a una posición superficial. En este tema estudiamos los fenómenos de
superficie con fases líquidas (liq-gas o liq-liq) abordando las superficies sólidas en el
siguiente tema.
2. Tensión superficial
Desde un punto de vista macroscópico puede observarse la tendencia espontánea de todo
sistema a minimizar su área superficial. Por ejemplo:
i) Un líquido (en ausencia de otras fuerzas) tiende a adoptar forma esférica porque es la
forma 3-D que asegura una menor relación área/volumen.
ii) Dos gotas iguales de líquido se unen para formar una mayor reduciendo la superficie,
sin variar la masa ni, por tanto, el volumen total. Por ejemplo, sean dos gotas de radio
r1, volumen, V1, área, A1, y masa, m1, como se índica en la figura. Estas gotas tienden a
unirse formando una de mayor radio, r2, cuyos valores de masa y volumen serán el
doble de cada una de las gotas anteriores, sin embargo el área será sólo 1,59 veces la
primera, de acuerdo con un cálculo elemental.
r 1
r 1 r 2
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Química Física Avanzada. Cuarto curso
Departamento de Química Física
Curso 2009-2010
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