Bienvenidos a este curso que inicia el lmiércoles 27 de agosto del 2008, donde es para mí de gran relevancia el poder compartir con ustedes durante las próximas  15 semanas, experiencias conducentes a la obtención de conocimientos significativos en beneficio de ustedes y de  la sociedad.

Mi preocupación constante por una formación innovadora de recursos humanos, ha despertado el interés por la formación continua a través de métodos no tradicionales, razón por la cual pongo a su disposición un primer material  que contempla los primeros saberes de la experiencia educativa de Laboratorio de Fisicoquímica, con la finalidad de que pueden ser consultados por ustedes, previamente a las sesiones de Laboratorio y así poder tener éxito en los resultados de aprendizaje.

Considero importante mencionar que para la construcción de este material, se consultaron varias fuentes de información, entre algunas de ellas:

·        Castellan G.N. (1987), “Fisicoquímica” 2ª Edición en Español. Addison-Wesley Iberoamericana.

·        Smith, J.M. , Van Ness H.C. y Abbott M.M. “Introducción a la Termodinámica en Ingeniería Química”, 5ª  Ed. México, McGraw-Hill.

·        Maron, H. Samuel y Prutton, F. Carl (1978), “Fundamentos de Fisicoquímica”, México. Limusa.

·        Villarreal y Bello (1975), “Electroquímica”, México. Anuies.

    Desde  Poza Rica, Veracruz, México. Sinceramente

Ernesto Gallardo Castán

Bienvenidos a este curso que inicia el lunes 25 de agosto del 2008, donde es para mí de gran relevancia el poder compartir con ustedes durante las próximas  15 semanas, experiencias conducentes a la obtención de conocimientos significativos en beneficio de la sociedad.

Mi preocupación constante por una formación innovadora de recursos humanos, ha despertado el interés por la formación continua a través de métodos no tradicionales, razón por la cual pongo a su disposición un material  que contempla los primeros saberes del curso, con la finalidad de que pueden ser consultados por ustedes, previamente a las sesiones de clase y así poder tener éxito en los resultados de aprendizaje.

Considero importante mencionar que para la construcción de este material, se consultaron varias fuentes de información, entre algunas de ellas:

                                                   y líquido-líquido

TENSION SUPERFICIAL E INTERFACIAL

Es bien sabido que existen fuerzas atractivas de van der Waals de corto alcance entre las moléculas y que éstas son responsables de la existencia del estado líquido. Los fenómenos de tensión superficial e ínterfacial se pueden explicar fácilmente en función de estas fuerzas. Las moléculas que  están situadas en el seno de un líquido están sometidas a fuerzas iguales de atracción en todas direcciones, mientras que las que están situadas, por ejemplo, en una interfase líquido-aire experimentan fuerzas atractivas no equilibradas con un empuje resultante hacia el interior. Tantas moléculas como sea posible abandonarán la superficie para pasar al interior del líquido, con lo cual la superficie tenderá a contraerse espontáneamente. Por esta razón las gotas de líquido y las burbujas de gas tienden a tomar una forma esférica.

La tensión superficial y, de un líquido se define como la fuerza en dinas que actúa perpendicular a cualquier línea de 1cm de longitud en la superficie del líquido y tiene las unidades de dina cm^-1. La energía libre superficial de un líquido se define como el trabajo, en ergios, necesario para aumentar en 1 cm² la superficie de un líquido y tiene las unidades equivalentes dimensionalmente a ergios cm^-2. La tensión y la energía libre superficiales son numéricamente iguales, siempre que la viscosidad del líquido no sea demasiado grande.

Las mismas consideraciones valen para las interfases entre dos líquidos no miscibles. De nuevo hay un desequilibrio de fuerzas intermoleculares, pero de magnitud interior Las tensiones interfaciales normalmente tienen valores situados entre los de las tensiones superficiales de los dos líquidos en cuestión.

Lo dicho hasta ahora presupone una situación estática. Sin embargo, una superficie de líquido aparentemente tranquila está en un estado de extraordinaria turbulencia a escala molecular, como consecuencia del tráfico en dos direcciones entre el seno del líquido y la superficie y entre. La superficie y a fase vapor. El promedio de la vida media de una molécula en la superficie de un líquido es alrededor de 10^-1 segundos.

Tabla 1. Tensiones superficiales y tensiones interfaciales de líquidos frente a agua a 20 °C

(dinas cm^-1).

Líquido	g0	gi	Líquido	g0	gi
Agua	72,75	—	Etanol	22,3	—
Benceno	28,88	35,0	n-Octanol	27,5	8,5
Ácido acético	27,6	—	n-Hexano	18,4	51,8
Acetona	23,7	—	n-Octano	21,8	50,8
CCl4	29,8	45,1	Mercurio	485	375

 Fuente:

Shaw Duncan  J.(1970). Introducción a química de superficies y coloides, España. Alhambra, S.A.

Este espacio esta dedicado a los estudiantes del MEIF, que toman el curso de Fenómenos de Superficie del PE de Ingenieria Química, con la finalidad de que puedan consultar previamente los temas que seran abordados en las sesiones del primer mes del curso correspondiente al período Ago 2008/Febrero 2009.

                                                                          Sinceramente

Ernesto Gallardo Castán

Este espacio esta dedicado principalmente a los estudiantes que cursan la experiencia educativa de Equilibrio Físico del Programa Educativo de Ingeniería Química, con la finalidad de que sirva de consulta y  reafirmación de de conocimientos de algunos de los temas abordados en clase.

EQUILIBRIO DE FASES

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Recordemos que cualquier sistema evoluciona de forma espontánea hasta alcanzar el equilibrio, y que es posible determinar si un sistema está en equilibrio con su entorno si la S_universo o si las funciones de estado del sistema U, H, A y G permanecen constantes con el tiempo. En caso contrario analizando como variarían estas funciones de estado se puede determinar en que sentido evolucionará el sistema, para lo cual se emplean las ecuaciones de Gibbs.

Así, la condición de equilibrio material en un sistema compuesto por varias fases y especies es , condición que se cumple cuando no hay cambios macroscópicos en la composición del sistema, ni transporte de materia de una fase a otra del sistema.

¿Como se alcanza el equilibrio material entre fases?

Supongamos que tenemos dos fases en equilibrio térmico y mecánico, y que ambas fases contienen el componente i. Si una cantidad dn_i moles de sustancia fluyen espontáneamente de la fase α a la fase β, debe ser porque con ese flujo G se minimiza:

Lo que aplicado a un sistema en equilibrio térmico y mecánico constituido por dos fases: . Como por otra parte, el flujo de n_i moles entre las fases implica que , se tiene que:

Como dn_i se ha definido como un valor positivo, (cantidad de moles de sustancia i que llegan a la fase β, el flujo de materia se debe a que , alcanzándose el equilibrio material cuando los potenciales químicos de la sustancia son iguales en las dos fases:

Luego podemos decir: En un sistema cerrado en equilibrio termodinámico, el potencial químico de un componente dado es el mismo en todas las fases en las que el componente está presente.

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Sinceramente

Ernesto Gallardo Castán