13.6: Tensión superficial

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¿Cómo es capaz este insecto de pie sobre el agua?

La próxima vez que estés junto a un cuerpo de agua inmóvil, mira de cerca a las criaturas que se deslizan por la superficie. Es posible que veas insectos aparentemente flotando sobre el agua. Estas criaturas son conocidas por una variedad de nombres que incluyen patinadores acuáticos, zancudos acuáticos y patinadores de estanques. Aprovechan una propiedad llamada tensión superficial para mantenerse por encima del agua y no hundirse. La fuerza que ejercen hacia abajo es menor que las fuerzas ejercidas entre las moléculas de agua en la superficie del estanque, por lo que el insecto no penetra en la superficie del agua.

Tensión superficial

Las moléculas dentro de un líquido son arrastradas por igual en todas las direcciones por fuerzas intermoleculares. Sin embargo, las moléculas en la superficie son arrastradas hacia abajo y hacia los lados por otras moléculas líquidas, pero no hacia arriba lejos de la superficie. El efecto general es que las moléculas superficiales son arrastradas hacia el líquido, creando una superficie que se aprieta como una película (ver A en la figura a continuación). La tensión superficial de un líquido es una medida de la fuerza elástica dentro de la superficie del líquido. Los líquidos que tienen fuertes fuerzas intermoleculares, como el enlace de hidrógeno en el agua, exhiben la mayor tensión superficial. La tensión superficial permite que los objetos que son más densos que el agua, como el clip que se muestra en B en la figura de abajo, floten en su superficie. También es responsable del rebordeo de gotas de agua en un automóvil recién encerado porque no hay atracciones entre las moléculas de agua polares y la cera no polar.

Figura\(\PageIndex{2}\): (A) Las moléculas en la superficie de un líquido son arrastradas hacia abajo hacia el líquido, creando una superficie apretada. (B) La tensión superficial permite que un clip de papel flote en la superficie del agua. (Crédito: (A) Usuario: Füsiahh/Wikimedia Commons; (B) Usuario: Kaldari/Wikimedia Commons; Fuente: (A) http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Wassermolek%25C3%25BCleInTr%25C3%25B6pfchen-2.svg(opens en nueva ventana); (B) http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Water_surface_tension_2.jpg(opens en nueva ventana); Licencia: Dominio Público)

Otros líquidos, como el éter dietílico, no demuestran fuertes interacciones de tensión superficial. Las fuerzas intermoleculares para el éter son interacciones dipolo-dipolo relativamente débiles que no unen las moléculas tan estrechamente como lo harían los enlaces de hidrógeno.

Viernes de Ciencias: Maíz caramelo en el espacio

El maíz dulce es una delicia muy sabrosa. En este video de Science Friday, el astronauta Don Pettit utiliza Candy Corn para demostrar los efectos de las interacciones hidrofóbicas e hidrofílicas.

Resumen

La tensión superficial de un líquido es una medida de la fuerza elástica en la superficie del líquido.
Los líquidos con fuertes fuerzas intermoleculares tienen mayores tensiones superficiales que los líquidos con fuerzas más débiles.

Revisar

Definir la tensión superficial.
¿Cuál es el responsable de la fuerte tensión superficial en el agua?
¿El éter dietílico tiene una tensión superficial más fuerte o más débil que el agua?