La inspiración para esta pregunta está en cooking.stackexchange , preguntando más sobre las medidas reales de los líquidos que se consumen comúnmente, pero también me interesa de manera más general.
¿Qué determina el comportamiento de la tensión superficial para soluciones y mezclas con respecto a la concentración? Por supuesto, espero que la respuesta dependa del líquido, ya que diferentes líquidos tienen diferentes causas de fuerzas cohesivas. Me interesarían tanto las respuestas cuantitativas (muy aproximadas/generales, probablemente) como las cualitativas.
Además, ¿cuál es la dependencia de la tensión superficial con la temperatura? ¿Tiene eso alguna interacción con la dependencia de la concentración de la solución/mezcla?
(Sé que esta pregunta limita con la química, pero no hay intercambio de pila química y, además, ¡estoy seguro de que al menos algunas propiedades de la tensión superficial admiten explicaciones de la mecánica estadística!)
Acerca de la tensión superficial de las mezclas, esto es bastante complejo y la respuesta ciertamente no es directa. Sin embargo, parece que la tensión superficial de la mezcla de dos fluidos siempre está entre la tensión superficial de los fluidos puros de alguna manera (por lo que es más simple que los azeótropos para las temperaturas de ebullición de las mezclas). La dependencia de la tensión superficial de la concentración puede ser lineal, pero normalmente es parabólica. Puede encontrar algunos gráficos de la tensión superficial en función de la concentración de la mezcla en este artículo . Sobre la dependencia de la temperatura, que yo sepa, la tensión superficial siempre disminuye con la temperatura. Esto se debe al hecho de que las fluctuaciones térmicas más altas dan una cohesión más pequeña.
La sección de wikipedia sobre la influencia de la temperatura y los solutos en la tensión superficial es bastante decente con algunas buenas referencias al texto básico sobre este tema.
Dicho esto, no hay una respuesta directa a su pregunta porque todo depende mucho de los líquidos que esté mirando. Si, por ejemplo, tiene una solución de agua y moléculas de surfactante, disminuirá la tensión superficial, pero solo hasta el límite de la concentración crítica de micelas. Además, el tensioactivo (como dice la palabra) se acumulará en la superficie del líquido y, por lo tanto, tendrá un efecto mayor del esperado en función de la concentración a granel.
Sobre el efecto de la temperatura. Para la mayoría de los líquidos, la respuesta de @Herve de que la tensión superficial disminuye al aumentar la temperatura es cierta, pero hay algunas excepciones. Las sustancias principalmente metálicas también pueden mostrar un aumento de la tensión superficial con la temperatura. . Esto es especialmente importante en el estudio de la soldadura, donde los gradientes de tensión superficial debidos a la temperatura tienen un gran efecto en la calidad de la soldadura . En este caso, de hecho, la interacción entre la temperatura y los solutos determinará la tensión superficial (consulte el artículo para conocer una de las posibles razones)
david z
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