¿Qué ocasiona el jabón a la tensión superficial del agua?

¿Qué ocasiona el jabón a la tensión superficial del agua?

Presión superficial tensión superficial

Una de las explicaciones que he leído es que el extremo largo no polar del jabón buscará el aire en la interfaz entre el agua y el aire, y que el extremo iónico formará enlaces iónicos-dipolares con el agua. Al desplazarse a la superficie, las moléculas de jabón separan las moléculas de agua, por lo que éstas dejan de tener enlaces de hidrógeno entre sí y la tensión superficial se debilita. Sin embargo, ¿las cabezas iónicas de las moléculas de jabón no formarían enlaces iónicos-dipolo más fuertes con el agua, aumentando las fuerzas intermoleculares y, por tanto, la tensión superficial? ¿Cuál es la verdadera explicación de por qué el jabón reduce la tensión superficial del agua?

Si hay una solución muy diluida de tensioactivo en el agua, no se forman micelas, sino que hay monómeros «flotando». A diferencia de los iones en el agua, no se distribuyen de forma homogénea, sino que se concentran especialmente en la superficie, donde su cabeza polar se dirige al agua y su cadena hidrofóbica al aire. Al final se han sustituido las moléculas de agua por cadenas de hidrocarburos, lo que conlleva una menor tensión superficial.

Cómo disminuye el jabón la tensión superficial

La sequedad, no la nitidez, rompe las burbujas. Sopla una burbuja grande e intenta meter los dedos en ella. Si tu mano está mojada, puedes tocar e incluso colocar tu mano dentro de la burbuja sin que se rompa. Una burbuja de jabón sólo tiene un grosor de 1/500.000 de centímetro cuando empieza a estallar.

Haz un aro grande de cuerda de aproximadamente 1 metro de diámetro y ata 4 lazos pequeños en las esquinas para hacer las asas. Sumérgelos en la solución de jabón y, con un amigo, separa las asas para formar una película de jabón gigante. Prueba a agitar un extremo y observa cómo la onda se desplaza a lo largo de la película.

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Moja una bandeja o la superficie de trabajo de la cocina con la solución de burbujas. Con una pajita, sopla una burbuja grande. Empuja la pajita a través de la burbuja original y sopla una más pequeña dentro. Comprueba cuántas burbujas más pequeñas puedes hacer.

Como hemos dicho antes, la tensión superficial es la fuerza que impide que una mancha de agua en una superficie se extienda. La tensión superficial permite que los patinadores de estanque y otros insectos caminen por el agua y también permite que un alfiler flote.

Puedes demostrarlo tú mismo cogiendo un cuenco de agua y haciendo flotar un alfiler en la superficie. Añade con cuidado una sola gota de detergente y observa lo que ocurre con el alfiler. Se hundirá inmediatamente porque las moléculas de detergente rompen las fuerzas que mantienen el agua unida. El alfiler ya no se sostiene y se hunde hasta el fondo.

Cómo interactúa el jabón con el agua

La tensión superficial es la tendencia de las superficies líquidas en reposo a contraerse en la mínima superficie posible. La tensión superficial es lo que permite que objetos con una densidad mayor que la del agua, como las cuchillas de afeitar y los insectos (por ejemplo, las arañas de agua), floten en la superficie del agua sin sumergirse ni siquiera parcialmente.

Hay dos mecanismos principales en juego. El primero es una fuerza hacia el interior de las moléculas de la superficie que hace que el líquido se contraiga[2][3] El segundo es una fuerza tangencial paralela a la superficie del líquido[3] Esta fuerza tangencial suele denominarse tensión superficial. El efecto neto es que el líquido se comporta como si su superficie estuviera cubierta por una membrana elástica estirada. Pero esta analogía no debe llevarse demasiado lejos, ya que la tensión en una membrana elástica depende de la cantidad de deformación de la membrana, mientras que la tensión superficial es una propiedad inherente a la interfaz líquido-aire o líquido-vapor[4].

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Debido a la atracción relativamente alta de las moléculas de agua entre sí a través de una red de enlaces de hidrógeno, el agua tiene una tensión superficial más alta (72,8 milinewtons (mN) por metro a 20 °C) que la mayoría de los otros líquidos. La tensión superficial es un factor importante en el fenómeno de la capilaridad.

Reducir la tensión superficial del agua

En artículos recientes hemos hablado de lo que son la tensión superficial y la energía superficial. Los fabricantes deben familiarizarse con estos conceptos porque el control de la calidad de la superficie mediante la medición de la energía superficial de los materiales sólidos es el método más predictivo para garantizar un alto rendimiento de las uniones y los revestimientos. Una herramienta importante en nuestras cajas de herramientas para controlar la tensión superficial es la clase de compuestos químicos conocidos como tensioactivos. Se encuentran de forma casi universal en los agentes de limpieza, los revestimientos, las tintas, los lubricantes, los adhesivos y los cosméticos: una característica importante de los tensioactivos es que pueden ayudar a que se mezclen sustancias distintas (como el aceite y el agua). Los tensioactivos son increíblemente útiles y beneficiosos… ¡hasta que aparecen en lugares en los que no se desea que estén!

Crear y mantener superficies químicamente limpias es una parte vital de la construcción de productos fiables en muchos casos. Por ejemplo, los bloques de motor de los automóviles se ensamblan con selladores de silicona. Si las superficies no están químicamente limpias antes de aplicar el sellador, el motor tendrá fugas de aceite en la calzada.    La limpieza química de las superficies de sellado puede lograrse mediante procesos de limpieza acuosos cuidadosamente supervisados y controlados. Estos procesos dependen de los tensioactivos para hacer que los contaminantes sean solubles en la solución de limpieza. Sin embargo, si los tensioactivos no se eliminan completamente mediante un paso de aclarado, el efecto final es que acabamos de sustituir la suciedad y los contaminantes originales por uno nuevo que también inhibirá la adhesión del sellador: el tensioactivo residual.

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Lucía Bustamante

Soy Lucía Bustamante, tengo 26 años y estudio el doble Grado de Comercio y Marketing en la UCM. Soy buena comunicadora, especialista en alimentación, experta en redes sociales y en mis ratos libres me encanta escribir y compartir mis conocimientos.

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