Exercici 2 · Química Física I UB 2021

Tema: Fenòmens de superfície: tensió superficial, capil·laritat i adsorció · Del examen Examen Segon Parcial (Novembre 2021) (2021)

Enunciado

Exercici 2 (2,5 punts). Tensió superficial de solucions aquoses

A la figura es representa la variació de la tensió superficial (γ\gamma) a 25 ∘C25\ ^\circ\mathrm{C} de dissolucions aquoses de tres soluts diferents en funció de la concentració molar: dodecilsulfat sòdic (CH3−(CH2)11−O−SO2−ONa\mathrm{CH_3-(CH_2)_{11}-O-SO_2-ONa}), nn-butanol i clorur de sodi (NaCl\mathrm{NaCl}).

Dades de pendents obtingudes:

Pendent (a) = +0,110 N⋅m−1⋅M−1+0{,}110\ \mathrm{N\cdot m^{-1}\cdot M^{-1}}

Pendent (b) = −0,073 N⋅m−1⋅M−1-0{,}073\ \mathrm{N\cdot m^{-1}\cdot M^{-1}}

Pendent (c) = −5,190 N⋅m−1⋅M−1-5{,}190\ \mathrm{N\cdot m^{-1}\cdot M^{-1}}

a)

Associeu cada corba amb el solut corresponent i classifiqueu-los segons el tipus d'efecte que produeixen sobre la tensió superficial de l'aigua en contacte amb l'aire.

b)

Analitzeu raonadament per a cada substància el signe i la magnitud relativa de la concentració superficial d'excés (Γ\Gamma).

c)

Quin dels tres compostos escolliríeu per tal d'estabilitzar una interfase oli/aigua? Per quin motiu?

d)

Si es buida un estalagmòmetre amb cadascuna d'aquestes solucions, quin solut donarà lloc a un menor nombre de gotes? Raoneu la resposta.

e)

Quan sigui possible, feu una estimació de l'àrea superficial ocupada per cada molècula a la interfase.

Enunciado: Exercici 2 · Química Física I UB 2021

Solución

Según los criterios oficiales de corrección

a. Associeu cada corba amb el solut corresponent i classifiqueu-los segons el tipus d'efecte que produeixen sobre la tensió superficial de l'aigua en contacte amb l'aire.

Solución: Corba (a): NaCl (solut tensioinactiu / augmenta lleugerament la tensió superficial) Corba (b): n-butanol (tensioactiu suau o moderat) Corba (c): dodecilsulfat sòdic / SDS (tensioactiu fort)

b. Analitzeu raonadament per a cada substància el signe i la magnitud relativa de la concentració superficial d'excés (Γ).

Solución: NaCl: Γ < 0 (adsorció negativa) n-butanol: Γ > 0 (adsorció positiva moderada) SDS: Γ ≫ 0 (adsorció positiva molt elevada fins a saturació a la CMC)

c. Quin dels tres compostos escolliríeu per tal d'estabilitzar una interfase oli/aigua? Per quin motiu?

Solución: Dodecilsulfat sòdic (SDS). És un tensioactiu fort amb una cadena hidrofòbica llarga i un cap polar iònic que redueix dràsticament la tensió interfacial i prevé la coalescència.

d. Si es buida un estalagmòmetre amb cadascuna d'aquestes solucions, quin solut donarà lloc a un menor nombre de gotes? Raoneu la resposta.

Solución: El clorur de sodi (NaCl). En ser l'únic que augmenta la tensió superficial, les gotes són més grans i cal un menor nombre de gotes per desallotjar el mateix volum.

e. Quan sigui possible, feu una estimació de l'àrea superficial ocupada per cada molècula a la interfase.

Solución: Només és possible per al dodecilsulfat sòdic (SDS) a la CMC: Γ ≈ 1,046·10⁻⁵ mol·m⁻² a ≈ 1,59·10⁻¹⁹ m²/molècula = 15,9 Ų/molècula (o ~16,0 Ų/molècula)

La explicación paso a paso, hecha con IA, es Premium. Premium

Resuélvelo aquí mismo: corrección automática, pistas y solución paso a paso.

‹ Pregunta 4B · 2023 · Exercici 5 - Adsorció · 2021 ›

Más ejercicios de Fenòmens de superfície: tensió superficial, capil·laritat i adsorció