TENSIÓN SUPERFICIAL: Método con Bureta

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LABORATORIO DE ANALISIS QUÍMICO Y CONTROL DE CALIDAD
Módulo: ENSAYOS FÍSICO-QUÍMICOS
Práctica 15: Determinación de la tensión superficial
con bureta. Página
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Realizado por : Míriam Rodríguez; Paula España
Fecha realización de la práctica: 2.02.2017 Fecha entrega: 10.03.2017
1. OBJETO
Determinar mediante el uso de una bureta, la tensión superficial de distintas sustancias.
2. REFERENCIAS
- http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica/fluidos/tension/introduccion/introduccion.htm
- http://fluidos.eia.edu.co/hidraulica/articuloses/conceptosbasicosmfluidos/tensionsuperficial/tablas.html
- http://platea.pntic.mec.es/~jrodri5/web_enlaces_quimicos/fuerzas_intermoleculares.htm
- http://sebbm.es/BioROM/contenido/JCorzo/temascompletos/InteraccionesNC/dipolares/dipolar1.htm
- http://laguna.fmedic.unam.mx/~evazquez/0403/puente%20de%20hidrogeno.html
- https://es.slideshare.net/Alrocio/tension-superficial
- http://www.aaiq.org.ar/SCongresos/docs/04_025/papers/08a/08a_1469_611.pdf
3. GENERAL
3.1. DATOS DE LA MUESTRA
 Metanol (CH3OH): 32.04 g/mol//791.8 kg/m3
 Etanol (C2H6O): 96% riqueza. Mm: 46.07 g/mol
 Propanol (C3H8O): 60,09 g/mol//790 kg/m3
 Agua corriente (H2O): Pila del laboratorio de ensayos físico-químicos
 Agua desionizada (H2O)
 Acetona (C3H6O): 58.08 g/mol
3.2. MATERIAL Y APARATOS
 Balanza granatario: WTB 209// más 200g // d= 0.001g
 Vaso precipitados 100mL: Glassco// BORO 3.3// Simax
 Sonda termométrica: CHECKTEMP
 Bureta 25mL: ALAMO//tl ± 0.05// Ex.20ºC// A// Interflon 1-2 mm

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3.3. DATOS EXPERIMENTALES
Resultados experimentales con AGUA DESIONIZADA:
ENSAYOS Vaso vacío + film
(g)
Masa 100 gotas
(g)
Tª Agua
(˚C)
1 50.492 3.712 24.3
2 50.492 4.033 24.3
3 50.499 3.999 24.4
Resultados experimentales con distintas muestras:
METANOL ETHANOL PROPANOL ACETONA AGUA CORRIENTE
Vaso vacío + film
(g)
50.493 50.495 50.694 - -
50.520 50.565 50.694 - -
Masa 100 gotas
(g)
1.245 1.307 1.236 - -
1.221 1.309 1.226 - -
Resultados experimentales con distintas concentraciones de ETANOL:
MUESTRA
CONCENTRACIÓN
(%)
Vaso vacío
(g)
Masa 100 gotas
(g)
ETANOL
0 50.492 54.204
20 48.228 50.192
40 49.461 50.866
60 54.358 55.707
100 49.459 50.795

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3.4. CÁLCULOS Y GRÁFICAS
Determinación de la K mediante el peso de una gota de AGUA DESIONIZADA:
ENSAYOS Masa 100 gotas
(g)
Masa 1 gota
(g)
Masa 1 gota
(Kg)
Tª Agua
(˚C)
1 3.712 0.03712 3.712x10-5
24.3
2 4.033 0.04033 4.033x10-5
24.3
3 3.999 0.03999 3.999x10-5
24.4
Masa de una gota: X (100 gotas) g ×
𝟏 𝐠𝐨𝐭𝐚
𝟏𝟎𝟎 𝐠𝐨𝐭𝐚𝐬
×
𝟏 𝑲𝒈
𝟏𝟎𝟎𝟎 𝒈
ENSAYOS Tª Agua
(˚C)
Tensión superficial
(N/m)
K
(m)
𝐊
(m)
1
24.3 7.248 x 10-2
5.024 x 10-3
5.297 x 10-3
2 5.458 x 10-3
3 24.4 7.250 x 10-2
5.411 x 10-3
(*).Las tensiones superficiales del agua a distintas temperaturas se encuentran como datos tabuladas en
internet, pero se han tenido que revalorar en función de la temperatura de ensayo.
(*)Todos los valores de K se han obtenido mediante la previa conversión de los gramos de una gota de agua a
kilogramos de la misma.
Fórmula para hallar la K: K =
𝒎 𝐾𝑔 𝑥 𝒈 (
𝑚
𝑠2 )
𝛔 (
N
m
)
𝛔: Tensión superficial
Ejemplo: K=
3.712 𝑥 10−5 𝐾𝑔 × 9.81 (
𝑚
𝑠2 )
7.248 𝑥 10−2 (
𝑁
𝑚
)
= 5.024 x 10-3
m

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Obtener los valores de la tensión superficial correspondientes a las distintas muestras:
Metanol Etanol Propanol Acetona Agua corriente
1 gota Kg
1.245 x10-5
1.307 x10-5
1.26 x10-5
- -
1.221 x10-5
1.309 x10-5
1.23 x10-5
- -
𝛔 (N/m)
2.3 x 10-2
2.42 x 10-2
2.33 x 10-2
- -
2.26 x 10-2
2.42 x 10-2
2.28 x 10-2
- -
𝛔 (dyn/cm)
23.00 24.20 23.3 - -
22.60 24.20 22.8 - -
Fórmula para hallar la K: 𝛔 (N/m) =
𝒎 𝐾𝑔 𝑥 𝒈 (
𝑚
𝑠2 )
𝐾 (𝑚)
Ejemplo: 𝛔 =
1.245 𝑥 10−5 𝐾𝑔 × 9.81 (
𝑚
𝑠2 )
5.297 x 10−3 (m)
= 2.3 x10-2
m
Conversiones: 𝛔 (N/m) 𝛔 (dyn/cm)
1 N = 105
dyn
𝑁
𝑚
=
105 𝑑𝑦𝑛
1𝑁
=
1𝑚
100𝑐𝑚
𝒅𝒚𝒏
𝒄𝒎
Tensión superficial de las distintas concentraciones de Etanol:
ETANOL
Concentración (%) 0 20 40 60 100
Masa 1 gota (Kg) 3.712x10-5
1.964 x10-5
1.405 x10-5
1.349 x10-5
1.336 x10-5
𝛔 (mN/m) 68.74 36.37 26.02 24.98 24.74
(*) Se ha pasado la masa de una gota a Kg directamente ya que así los cálculos son más sencillos y rápidos.

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3.5. ERRORES
Etanol Propanol Metanol Acetona Agua
𝛔 (dyn/cm)
TEÓRICO
22.9 21.7 23.8 24.l9 72.8
𝝈 (dyn/cm)
EXPERIMENTAL
24.20 23.05 22.8
- -
Er (%) 5.67 6.22 4.20 - -
3.6. CONCLUSIONES
La tensión superficial podría definirse como una delgada membrana que a nivel microscópico se
produce por una interacción de fuerzas en el seno de un líquido, por tanto se denomina como: la
cantidad de energía necesaria para aumentar la superficie de un líquido por unidad de área.
En un líquido, cada molécula está rodeada por otras; la atracción en todas direcciones se compensa
en cada punto, excepto en la superficie, donde la resultante es una atracción neta hacia el interior.
Por tanto, el líquido tiende a cohesionarse y a minimizar su superficie.
0
10
20
30
40
50
60
70
80
0 20 40 60 80 100 120
𝛔(mN/m)
Concentración %
Variación de la tensión superficial con la concentración de una mezcla
Etanol y Agua desionizada

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El papel que llevan a cabo las fuerzas intermoleculares y la naturaleza química de las moléculas que
conformen el líquido es esencial, ya que teniendo en cuenta que la atracción intermolecular que se
produce dentro del líquido y la que se produce en su superficie varía en tanto que en dicha situación
la molécula se ve rodeada parcialmente. Por ello, la tensión superficial se ve favorecida cuanto
mayor sean las fuerzas intermoleculares del líquido constituyente, teniendo más dificultad de
romperse la cohesión; pero también el tamaño de la molécula y la disposición de los átomos de ésta
puede impedir una elevada tensión superficial: a mayor distancia entre enlaces intermoleculares,
menor tensión superficial se producirá (se favorece la fuerza de adhesión, la disposición
intermolecular genera mayor peso en la columna central del líquido retenido en un recipiente).
Atendiendo a las estructuras moleculares de cada compuesto:
-Acetona: H3C-C(=O)-CH3 (Grupo cetona)
Cada uno de los átomos de hidrógeno al igual que el único átomo de oxígeno que conforma
la molécula, están unidos a los diferentes carbonos por enlaces covalentes. Entre el oxígeno
y el carbono se forma un momento dipolar, de densidad negativa hacia el oxígeno frente a la
positiva del átomo de carbono. Constituyen un enlace dipolo-dipolo.
-Metanol: H3C-OH (grupo alcohol)
Todos los enlaces que forman tanto el carbono como el oxígeno con los hidrógenos, son
covalentes. Del mismo modo, el carbono y el oxígeno comparten un electrón actuando
covalentemente. El radical hidroxilo, en este y en la mayoría de casos, actúa formando
puentes de hidrógeno con otras moléculas de mismas características junto consigo mismo.
-Etanol: H3C-H2C-OH (grupo alcohol)
Mismo caso que el anterior, con la diferencia de poseer esta molécula un átomo de carbono
más unido al mismo que forma enlace covalente con el radical hidroxilo actuando éste
conforme un puente de hidrógeno.
-Propanol: H3C-H2C- H2C-OH (grupo alcohol)
Mismo caso que el anterior, con la diferencia de poseer esta molécula dos átomos de
carbono más unido al mismo que forma enlace covalente con el radical hidroxilo actuando
éste conforme un puente de hidrógeno.
-Agua: H2O
Molécula constituida por dos átomos de hidrógeno unidos a un átomo de oxígeno. Se
conforman espacialmente creando una geometría angular dado al par de electrones libres que
posee el oxígeno. Entre moléculas de agua, se producen puentes de hidrógeno.

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Dando pábulo a la explicación inicial, se ponen de relieve los datos experimentales obtenidos: las
especies con las cuales se han realizado los ensayos, pertenecen al grupo orgánico de los alcoholes;
el metanol es el compuesto más sencillo de dicho grupo el cual proviene del metano (CH4), y
sucesivamente se hayan el etanol y el propanol, ambos en orden creciente de número de átomos de
carbono en sus respectivas cadenas. Tras los cálculos efectuados de las tensiones superficiales de
cada uno de ellos, se han obtenido mayores valores en orden decreciente en cuanto a tamaño de
molécula (metanol>etanol>propanol) y a su vez, el porcentaje de error ha sido menor en función de
la mayor tensión superficial de la especie química.
En comparativa con el agua, aunque los alcoholes también formen enlaces de hidrógeno, éstos son
más débiles que los que pueden producirse entre moléculas de H2O, ya que ésta se dispone
geométricamente al enlazarse con otras moléculas de su misma especie química, de forma
enérgicamente más estable de la que pueden formar las moléculas de los alcoholes, disminuyendo
así su tensión superficial en contraposición.
Aplicando la explicación anterior, la gráfica cobra sentido. Cuanta mayor es la concentración del
alcohol etílico, menor es la tensión superficial (a partir precisamente del 60% de etanol en la mezcla
con agua desionizada dado que cuantitativamente hay menor proporción de moléculas de éste
último), mientras que al 40% el predominio del agua frente a la mezcla favorece el aumento del
valor de la tensión superficial. Cuando la estructura de una molécula contiene partes solubles en
agua y otras insolubles, el comportamiento del compuesto frente al disolvente cambia, ya que no se
distribuyen uniformemente en el disolvente, siendo la concentración en la superficie mayor que en el
seno del líquido.
3.7. INCIDENCIAS
1. Esta práctica se ha realizado en tres días. Detallando los períodos en que se han hecho los
ensayos:
-La determinación del peso de las cien gotas de agua al igual que las de las muestras de metanol,
etanol y propanol, primer día.
-La determinación del peso de las cien gotas de la muestra de etanol a distintas concentraciones,
segundo día.
-La determinación del peso de las cien gotas de las muestras de acetona y agua corriente, tercer día.

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2. A su vez, en la preparación de distintas disoluciones de etanol y agua desionizada a varias
concentraciones, no se realizó la correspondiente al 80%; básicamente fue la falta de tiempo.
Además, contamos con un error venido por no cubrir con papel film el vaso de precipitados que
contenía las cien gotas correspondientes a los resultados experimentales de la práctica,
favoreciendo una pérdida de masa debido al carácter volátil del disolvente.
3. En el primer día de contacto con la práctica, las pesadas de las cien gotas correspondientes a la
muestra de agua desionizada se realizaron mediante la tara del sumatorio de las cien gotas de
cada ensayo consecutivo, con lo cual, se arrastra un error de gran significancia, dado que dichos
datos determinan la constante del material con que se mide la propiedad que se quiere conseguir.
4. Por falta de tiempo, no han podido realizarse los ensayos del agua corriente y la acetona.

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