Tensión superficial y capilaridad

Si colocamos unas gotas de aceite sobre la superficie del agua en reposo, observaremos que ambas sustancias no se mezclan. Las gotas de aceite quedarán en la superficie en forma de esferas  aplastadas. Se observa entonces, una tendencia por parte del aceite a disminuir en lo posible su superficie de contacto con el agua.

Esto mismo ocurre con las gotas de lluvia sobre las hojas de las plantas o sobre la superficie de un zapato bien lustrado. Y aún se aprecia mejor si ponemos una pequeña cantidad de mercurio sobre un recipiente. Las “gotas” se mantienen casi esféricas.

Las moléculas del interior de un líquido son atraídas por todas las que tienen a su alrededor. Como esta atracción es igual en todas las direcciones, estas fuerzas se anulan entre sí las moléculas permanecen estacionarias. Pero las moléculas que se encuentran en la superficie están en contacto, en parte con las del líquido y en parte con las del aire que se encuentra sobre el líquido.

Y como la atracción que ejerce el líquido sobre estas moléculas es superior a la que ejerce el gas (ésta es prácticamente despreciable), resultará una fuerza de atracción que se dirige hacia abajo.

Es decir, que las moléculas de la superficie muestran una tendencia a “no pertenecer” a la superficie, a sumergirse en el seno del líquido.

Todo lo expuesto produce la impresión de que los líquidos están cubiertos de una membrana elástica en estado de tensión. Este efecto se denomina tensión superficial.

Si sucesivamente fuéramos vertiendo distintos líquidos en un vaso de vidrio, no todos se comportan de la misma forma. Unos como el agua, mojan el vidrio es decir, se tocan perfectamente las moléculas de ambas sustancias. Otros como el mercurio, no mojan el vidrio. Y el agua tampoco la mojará si el interior del vaso que la contiene, se hubiera cubierto con cera o parafina.

Cuando el líquido moja como es el caso del agua, sus moléculas son atraídas por las del vidrio y la línea de separación entre el líquido y el vaso presenta una elevación. Las moléculas de agua tienden a subir por las paredes del vaso. Cuando el líquido no moja, como el mercurio en lugar de elevación aparece un descenso en la superficie del líquido en la zona de contacto con el vidrio.

Las moléculas de mercurio solamente son atraídos por él, y no por el vidrio, dirigiéndose hacia el interior del líquido.

Capilaridad

Si se introduce verticalmente un tubo capilar (del grosor de un cabello) en un recipiente con agua, el líquido ascenderá por el tubo, pero en vez de alcanzar la misma altura que el agua del recipiente, alcanzará mayor altura debido a la atracción ejercida por las paredes del tubo.

Si éste fuera más grueso, el efecto sería menos intenso. Y si en lugar del agua utilizamos un líquido que no moje como el mercurio, en lugar de ascender, descenderá por el tubo capilar.

Esta propiedad que tienen los líquidos de ascender o descender por el interior de tubos muy finos (capilares) recibe el nombre de capilaridad.

En los seres vivos se dan con frecuencia fenómenos de capilaridad, sobre todo en las plantas. Un ejemplo de ello es la ascensión de la savia bruta desde las raíces a través de los delegados vasos leñosos.