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 PROBLEMAS DE FENÓMENOS SUPERFICIALES EN SISTEMAS

FARMACÉUTICOS.

1.  Un capilar de 0.1 cm de diámetro, se introduce en agua (θ = 10o) y después en

mercurio ((θ = 170o). Calcule el nivel al que asciende ambos.

2. 

En un tensiómetro Du Nouy se midió la fuerza necesaria para separar el anillo dela superficie de un líquido, si el diámetro del anillo es 1 cm y la fuerza es de 677

dinas, calcule la tensión superficial del líquido.

3.  La tensión superficial del líquido A es 35.7 din/cm, este líquido ascendió en un

tubo capilar hasta una altura de 2.3 cm, si su densidad es 0.8074 g/cm 3 ¿cuál es el

radio del capilar? Se prepararon dos soluciones del soluto X en dicho líquido, si

las soluciones se hacen ascender en el mismo capilar, diga cuál sería la altura

alcanzada por cada una si sus densidades son 0.8530 y 0.9003 g/cm3  y sus

tensiones superficiales relativas son: 1.0832 y 1.126 din/cm respectivamente.

4.  En un tensiómetro capilar se midió el ascenso del agua, siendo de 1 cm a 20oC (γ 

= 72.75 din/cm y θ = 0o). En el mismo capilar y a la misma temperatura, se midió

la altura alcanzada por un líquido de tensión superficial desconocida cuyo θ = 20o,

dando una altura de 0.38 cm, calcule γ si su densidad es 0.790 g/cm3.

5.  Un anillo de platino de 1.5 cm de diámetro se coloca sobre una superficie acuosa

de NaCl, cuya tensión superficial se desea determinar. Se necesita una fuerza de

690 din para retirar el anillo de la superficie fin de que se rompa la película que

se adhiere a él. a) Calcule la tensión superficial, b9 calcule la fuerza que se

necesita para desprender el anillo de una superficie de agua pura (γ  = 72.75

din/cm) y c) compare ambas fuerzas y haga los comentarios pertinentes.

6. 

Calcule el trabajo que se realiza al crear una superficie a 20oC para una película de

a) agua y b) etanol en un bastidor si la barrera móvil tiene 5 cm de longitud y se

retira una distancia de 2 cm. γagua = 72.8 din/cm y γetanol = 22.3 din/cm.7.

Un aceite mineral se disperso en glóbulos en una emulsión o/w, dando lugar a una

superficie total de 108 cm2. Si mediante la adición de un tensoactivo resulta que la

tensión interfacial es 5 erg/cm2  ¿cuál es la energía libre superficial total del

sistema en joules?

8.  La tensión sueprficial para mezlcas de metanol/agua está dada por:

γ = γo + aC + bC2 + dC3 

donde: γo = tensión superficial del disolvente puro, a = -0.4, b = 0.3 d = 0.2 y C =

concentración en M. a) establezca la expresión matemática para el exceso de

concentración en la superficie (Γ) y b) calcule Γ  para una solución acuosa de

metanol 0.4 M a 25oC.

9. 

Se han medido las siguientes γ a 25oC para disoluciones acuosas de dodecilsulfato

sódico:

C x 103 (mol/dm3) 0 1 2 3 4 5 6 7 8

γ (mN/m) 72.7 67.9 62.3 56.7 52.5 48.8 45.6 42.8 40.5

Calcule el exceso de superficie (Γ).

10.  Las tensiones superficiales de la paratoluidina, determinadas a diferentes

concentraciones y a 25oC, se representaron gráficamente obteniéndose una

 pendiente de - 32800 cm3 /s para una concentración de 5 x 10-3 g/cm3. Calcule el

exceso de concentración superficial (Γ) en mol/cm2 y en g/cm2  sabiendo que el

 peso molecular de la paratoluidina es 107.15 g/mol.

11. 

A 19o

C la variación de la tensión superficial respecto a la concentración, desoluciones de ácido butírico en agua, se puede representar por la ecuación:

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31.  La adsorción de nitrógeno sobre una muestra de rutilio a 77K, ha dado los

siguientes resultados:

P/Po  0.02 0.05 0.10 0.20 0.30 0.60 0.80 0.90 0.95

v (cm3/g) 2.1 1.7 3.4 4.2 4.8 6.7 8.0 11.8 20.5

Considerando que σ = 16.2 m2/molécula, calcular Σ y la diferencia entre el calor

de adsorción y el calor de licuefacción del gas adsorbido, si Po = 1 atm.32.  Los siguientes datos corresponden a la adsorción de n-butano a 273K y Po  = 1

atm, por una muestra de polvo de wolframio que tiene un área específica de 65 m 2 

/g:

P/Po  0.04 0.10 0.16 0.25 0.30

Y (cm3/g) 0.33 0.46 0.45 0.64 0.70

Use la isoterma BET para calcular el área molecular del butano adsorbido para el

recubrimiento de la monocapa.

33.  Se obtuvieron los siguientes datos en la adsorción de dodecanol disuelto en

tolueno sobre una muestra de negro de carbón:

C (mol/dm3

) 0.012 0.035 0.062 0.105 0.148X/m (mol/g) 24.1 50.4 69.8 81.6 90.7

Demuestre que los datos se ajustan a la ecuación de Langmuir y calcule θ y Ym.

34.  Se midió la adsorción de vapores de butano sobre 1.876 g de un catalizador a

350oC y se obtuvieron lossiguientes valores:

P (mm Hg) 56.39 89.47 125.22 156.61 179.30 187.46

v (mL) 17.09 20.62 23.74 26.09 27.77 28.30

Calcule el área superficial específica del catalizador en m2/g. Po = 774.4 mm Hg,

To = 0oC, área molecular del adsorbato 44.6 A2/molécula.

35. 

En la adsorción de soluciones de acético sobre carbón resultó:

Ci (M) 0.503 0.252 0.126 0.0627 0.0314 0.0157Ceq (M) 0.434 0.202 0.0899 0.0347 0.0113 0.0033

m (g) 3.96 3.94 4.00 4.12 4.04 4.00

En todos los casos el volumen de solución fue de 200 mL. Pruebe las isotermas de

Freundlich y Langmuir y calcule las constantes de la que se cumpla. En caso de

ser posible calcule θ para cada solución.