I. Objetivos

Determinar la tensión superficial de un líquido a diferentes

temperaturas, por el método del tubo capilar.

Determinar el radio del capilar aplicando la formula de la

tensión superficial por el método del capilar.

0

II. Introducción

En esta práctica determinaremos la tensión superficial del agua, sulfato de cobre

0.1M, y sulfato de magnesio 0.1M aplicando el método del tubo capilar, también

podremos determinar el radio del.

Se determinaran tres temperaturas y sus respectivas variaciones de altura del

capilar para cada sustancia. La variación de las temperaturas de cada sustancia

fue inducida al poner en contacto el vaso que contiene la sustancia con agua

caliente y el otro con agua a menor temperatura.

La tensión superficial depende de la naturaleza del líquido, del medio que lo

rodea y de la temperatura. En general, la tensión superficial disminuye con la

temperatura, ya que las fuerzas de cohesión disminuyen al aumentar la agitación

térmica. La influencia del medio exterior se comprende ya que las moléculas del

medio ejercen acciones atractivas sobre las moléculas situadas en la superficie

del líquido, contrarrestando las acciones de las moléculas del líquido.

1

III. Marco Teórico

¿Qué es la capilaridad? 

La capilaridad es la tendencia de un líquido a absorberse en un tubo estrecho

(tubo capilar). Este fenómeno es responsable de la propensión que tienen algunos

materiales porosos a absorber agua. Por ejemplo, esponjas, telas, y el suelo.

Nótese que los poros deben estar conectados para que el líquido pueda fluir a

través del medio.

¿Cómo se manifiesta la capilaridad en el agua?

Cuando un tubo capilar de vidrio se pone en contacto con la superficie del agua,

esta establece su ángulo de contacto con la pared del capilar. La tensión

superficial alrededor del perímetro del tubo produce una fuerza con una

componente vertical causando que el agua suba dentro del tubo hasta que el peso

de la columna de agua equilibra la fuerza vertical generada por la tensión

superficial. 

El método del capilar para determinar la tensión superficial 

El método del capilar se basa en el hecho de que la mayoría de los líquidos

cuando se ponen en contacto con un tubo capilar de vidrio asciende por el mismo

hasta cierto nivel por encima del líquido fuera del tubo. Esto sucede si el liquido

moja al vidrio ,es decir se adhiere a él .Si no lo moja , por ejemplo ,como en el

caso del mercurio ,el nivel en el interior del capilar queda por debajo del nivel fuera

2

del mismo ,y la superficie del mercurio es convexa, en lugar de cóncava como en

el caso anterior.

Un tubo capilar de radio uniforme “r” sumergido en una vasija que contiene un

liquido que humedece las paredes , al humedecer la pared interna del capilar

aumenta la superficie del liquido y para decrecer la superficie libre ascenderá por

el tubo .En cuanto esto sucede , se humedece de nuevo el capilar y el líquido

sigue ascendiendo.

Pero este proceso no sigue indefinidamente, sino que se detiene cuando la fuerza

de tensión superficial que actúa hacia arriba se iguala con al del peso de la

columna liquida que actúa hacia abajo.

Los capilares utilizados deben tener sección circular y una luz uniforme .Al igual

que con cualquier otro método para medir las tensiones superficial y de superficie

de contacto, Es vital mantener una buena limpieza durante todas las fases del

experimento y garantizar un control adecuado de la temperatura.

El método de un capilar utiliza la siguiente ecuación:

γ= 12

.r . h . ρ .g

Donde:

γ = tensión superficial (dinas/cm)

h = altura de la columna líquida dentro del capilar

g = aceleración debida a la gravedad

r = es el radio del capilar

3

ρ = densidad del líquido en cuestión

La tensión superficial es numéricamente igual a la proporción de aumento de la

energía superficial con el área y se mide en erg/cm2 o en dinas/cm.

Factores que afectan la tensión superficial.

La tensión superficial de todos los líquidos disminuye al aumentar la temperatura.

El efecto que se produce un soluto sobre la tensión superficial de un líquido

depende de la naturaleza química del soluto, si las dos sustancias son

químicamente parecidas probablemente sus tensiones superficiales no difieren

mucho por lo que al mezclarse, la solución resultante tendrá probablemente

tensión superficial cercanas a una función lineal de las concentraciones.

4

IV. Materiales Y Reactivos

MATERIALES

Vasos de precipitación de 50 ml

Vasos de precipitación de 100 ml

Termómetro de 100 °C

Rejillas

Tubo capilar

Soporte universal

Cocinilla eléctrica

Regla graduada de 30 cm.

Aros de extensión

REACTIVOS

Sulfato de Cobre 0.1 M pentahidratado (CuSO4 . 5H2O)

Sulfato de Magnesio 0.1 M (MgSO4)

Agua destilada.

5

V. Procedimiento Experimental

1. Arme el equipo de la figura que consta de un tubo capilar, una regla graduada y

un termómetro. En los vasos de 150 ml preparamos las soluciones. Calculamos

el peso de los reactivos para poder prepararlas al 0.1 M.

CuSO 4. 5H2O:

P = M . PM . V

P = (0.1) (249.62) (0.12)

P = 2049629 g.

MgSO 4:

P = M . PM . V

P = (0.1) (120.38) (0.1)

P = 1.2038 g.

2. Luego se introduce el vaso de precipitado que contiene la solución de sulfato

de cobre dentro del vaso precipitado de 1000ml que contiene agua caliente.

Introducimos el conjunto hasta que el extremo inferior del capilar esté

sumergido a 1 cm, aproximadamente de la superficie del líquido. El extremo

inferior de la regla deberá coincidir con el extremo inferior del tubo capilar.

Ajustamos el conjunto de tal manera que se mantenga constante durante

todas las mediciones.

6

3. Se toma el valor del ascenso capilar (h) y la temperatura correspondiente (t1).

Tomaremos los valores de las alturas (h1, h2 y h3) a tres temperaturas: 80 °C

(t1), 60 °C (t2) y 40 °C (t3).

4. Repetimos estos pasos ahora utilizando la solución de sulfato de magnesio

0.1M (MgSO4). Registre estos valores.

Radio del capilar: 0.05 cm.

DATOS:

SULFATO DE COBRE

SULFATO DE MAGNESIO

7

T (°C) h (cm)

76

66

60

1.7

3.9

4.9

T (°C) h (cm)

74

65

59

3.2

3.7

3.9

VI. Cuestionario

1. Calcule la tensión superficial a las diferentes temperaturas obtenidas en

Dinas/cm haga un cuadro comparativo de estos valores y grafique γ vs t.

DATOS PARA EL SULFATO DE COBRE :

RADIO (cm) GRAVEDAD (cm/s2) DENSIDAD (g/cm3)

0.05 980.7 ρ=mv

=2.4962100

ρ=0.024962

DETERMINANDO LA TENSION SUPERCIAL

SULFATO DE COBRE

TEMPERATURA (°C)

ALTURA (h)

TENSIÓN SUPERFICIAL (dinas/cm)

60 4.9

γ=12

(0.05cm ) (4.9cm )(0.024962gcm )980.7

cm

s2

γ=2.9988dinascm

66 3.9

γ=12

(0.05cm ) (3.9cm )(0.024962gcm )980.7

cm

s2

γ=2.3868dinascm

76 1.7

γ=12

(0.05cm ) (1.7cm )(0.024962gcm )980.7

cm

s2

8

γ=1.0404dinascm

GRAFICAR γ vs t

58 60 62 64 66 68 70 72 74 76 780

1

2

3

4

5

6

1.7

3.9

4.9

TENSIÓN SUPERFICIAL DEL CuSO4

Valores Y

TEMPERATURA(°C)

TEN

SIÓ

N S

UPER

FICI

AL

(din

a/cm

)

9

DATOS PARA EL SULFATO DE MAGNESIO:

RADIO (cm) GRAVEDAD (cm/s2) DENSIDAD (g/cm3)

0.05 980.7 ρ=mv

=1.2038100

ρ=0.012038

DETERMINANDO LA TENSION SUPERFICIAL:

SULFATO DE MAGNESIO

TEMPERATURA (°C)

ALTURA (h)

TENSIÓN SUPERFICIAL (dinas/cm)

59 3.9

γ=12

(0.05cm ) (3.9cm )(0.012038gcm )980.7

cm

s2

γ=1.01510dinascm

65 3.7

γ=12

(0.05cm ) (3.7cm )(0.012038gcm )980.7

cm

s2

γ=1.0920dinascm

10

74 3.2

γ=12

(0.05cm ) (3.2cm )(0.012038gcm )980.7

cm

s2

γ=0.9493dinascm

GRAFICAR γ vs t

2. Calcule las energías superficiales molares (E) en ergios y grafique E vs

T (°C).

La tensión superficial es numéricamente igual a la proporción de aumento

de la energía superficial con el área y se mide en erg/cm2 o en dinas/cm.

SULFATO DE COBRE SULFATO DE MAGNESIO

TEMPERATURA (°C)

ENERGIA SUPERFICIALMOLAR (E)

TEMPERATURA (°C)

ENERGIA SUPERFICIAL MOLAR (E)

60 γ=2.9988dinascm

x 1ergiodina x cm

E=2.9988ergios

cm2

59 γ=1.0151dinascm

x

1ergiodina x cm

E=1.0151ergios

cm2

11

66 γ=2.3868dinascm

x 1ergiodina x cm

E=2.3868ergios

cm2

65 γ=1.0920dinascm

x

1ergiodina x cm

E=1.0920ergios

cm2

76 γ=1.0404dinascm

x 1ergiodina x cm

E=1.0404ergios

cm2

74 γ=0.9493dinascm

x

1ergiodina x cm

E=0.9493ergios

cm2

VII. Conclusiones

12

58 60 62 64 66 68 70 72 74 760

0.5

1

1.5

2

2.5

3

3.5

4

4.5

3.93.7

3.2

TENSIÓN SUPERFICIAL DEL MgSO4

Valores Y

TEMPERATURA(°C)

TEN

SIÑ

ON

SUP

ERFI

CIAL

(din

a/cm

)

Se determinó la tensión superficial de las

sustancias a diferentes temperaturas.

El aumento de la temperatura, provoca una

disminución en la tensión superficial del agua.

VIII. Bibliografía

13

http://www.citt.ufl.edu/team/sepulveda/html/capilaridad.htm

http://www.imefen.uni.edu.pe/mfluidos/2da-clase.pdf(tablas)

http://books.google.com.pe/books?

id=SLkD5UoWPaUC&pg=PA132&dq=tension+superficial+por+el+

+metodo+del+capilar&hl=es&ei=hx0VTJLuOcL98AaEw6ydDA&sa=X

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http://books.google.com.pe/books?

id=r5k1fvgCi7IC&pg=PA62&dq=tension+superficial+por+el+

+metodo+del+capilar&hl=es&ei=hx0VTJLuOcL98AaEw6ydDA&sa=X

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www.itescam.edu.mx/principal/sylabus/fpdb/.../r16925.DOC

14

IX. Indice

Objetivos………………………………………………………………….1

Introducción……………………………………………………………... 2

Marco teórico……………………………………………………………. 3

Materiales y reactivos……………………………………………………6

Procedimiento experimental……..…………………….. ……………...7

Cuestionario…………………………………………………………..…. 9

Conclusiones…………………………………………………………… 14

Bibliografía……………………………………………………………… 15

15