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Tensión superficial del agua sobre una moneda

¿Has oído hablar alguna vez sobre la tensión superficial? Se trata de una propiedad que puede hacer algunos objetos flotar. Te explicamos a qué se debe la tensión superficial del agua a través de un sencillo experimento con una moneda. ¡Vamos allá!

En alguna otra ocasión hemos hablado de la curiosa propiedad de los líquidos que hace algunos objetos metálicos flotar. Hoy te explicamos a qué se debe la tensión superficial del agua a través de un experimento muy sencillo que utiliza una moneda como protagonista. ¡Presta atención!

Materiales

  • Un vaso de vidrio
  • Una moneda (da igual cuál)
  • Un cuentagotas (puedes utilizar el de un sérum cosmético o incluso una pipeta)
  • Agua
  • Colorante líquido (nosotros hemos escogido el azul)

Tensión superficial del agua sobre una moneda

  1. Echa un par de gotas de colorante en el agua y remueve bien con ayuda de una cuchara.
  2. Coloca la moneda sobre una superficie lisa como una mesa o un plato.
  3. Con ayuda del cuentagotas, comienza a añadir las gotas poco a poco.
  4. En nuestro experimento sobre la superficial del agua, te animamos a contar cuántas gotas caben sobre una moneda.
  5. Según vas echando las gotas, verás que una especie de cúpula se va formando sobre la moneda.

Explicación

¿Te sorprende que el agua no se derrame inmediatamente? ¿Cuántas gotas has sido capaz de poner?

El hecho de que el agua no se salga del perímetro de la moneda se debe a una propiedad conocida como tensión superficial. Se trata de una fuerza que actúa sobre las moléculas de la superficie de un líquido. Gracias a ella, la superficie de un líquido actúa como una membrana elástica por la acción de la tensión superficial. Esta fuerza es bastante débil y se rompe con facilidad.

Como ya hemos explicado en otras ocasiones, la densidad de los elementos determina si éstos se hunden o si, por el contrario, flotan sobre el agua. Esto nos podría llevar a pensar que los insectos que descansan sobre la superficie del agua pueden hacerlo porque su densidad es menor que la del agua. En realidad, lo que hacen es aprovechar la tensión superficial del agua para reposar sobre ella.

¿Qué es concretamente la tensión superficial del agua?

La tensión superficial es la energía, o el trabajo, requerido para aumentar el área de la superficie de un líquido debido a las fuerzas intermoleculares. Dado que estas fuerzas intermoleculares varían dependiendo de la naturaleza del líquido (por ejemplo, agua en comparación con la gasolina) o solutos en el líquido, cada solución presenta diferentes propiedades de tensión superficial. Por ejemplo, siempre que llenemos un vaso con demasiada agua, podremos notar después que el nivel del agua en el vaso es en realidad más alto que la altura del vaso. Por otro lado, también habrás podido observar que el agua se derrama forma charcos que se levantan por encima de la superficie. Ambos fenómenos se explican a través de la tensión superficial del agua.

¿Por qué es tan alta la tensión superficial del agua?

Para comprender este fenómeno, lo primero que debemos hacer es pensar en los enlaces entre las moléculas. Como ya hemos podido comentar en otras ocasiones, la fuerza cohesiva entre las moléculas provoca tensión superficial: cuanto más fuerte sea esta, más fuerte será la tensión superficial. La molécula de agua tiene dos átomos de hidrógeno que se unen a un átomo de oxígeno a través de un enlace covalente. Debido a la alta electronegatividad del oxígeno, tendrá una gran parte de la carga negativa en su lado, mientras que el hidrógeno tendrá una carga más positiva. Esto provoca una atracción electrostática entre el átomo de hidrógeno en una molécula y el átomo de oxígeno en otra. Los enlaces formados se denominan enlaces de hidrógeno, lo que genera fuertes fuerzas de cohesión entre las moléculas de agua y una alta tensión superficial del agua.