1. Los fenómenos superficiales se realizan por las fuerzas intermoleculares de atracción o repulsión en la interfase, estas fuerzas se denominan de Van der Waals, de Keesom, de London, etc. Para entender su magnitud, pondremos un ejemplo sencillo, estas fuerzas son las que mantienen a las moléculas de agua unidas entre si en la fase líquida, por esto, para evaporar se debe agregar la energía suficiente para romper estos enlaces entre moléculas.
2. Los diferentes tipos de interfases se manifiestan en los tres estados de la materia, sólido, liquido y gaseoso; por esto, pueden existir interfases de tipo: gas-liquido, gas-sólido, líquido-líquido, líquido-sólido y sólido-sólido.
3. La química de superficies tiene un gran impacto en nuestra vida cotidiana. Su existencia es tan antigua como la formación del universo, pero es nueva en el sentido en que recién va tomando un cuerpo de conceptos que explican estos fenómenos; en las últimas décadas se desarrollaron teorías que permiten predecir el comportamiento de estos sistemas, para aplicarlos mejor y con más ventajas.
4. El desarrollo de las diferentes técnicas de caracterización superficial proporcionó mucha información microscópica acerca de las superficies (áreas superficiales, porosidad, calores de adsorción, velocidades y energías de activación de las reacciones superficiales, etc.)
5. CAMPOS DE APLICACIÓN Su campo de aplicación es muy diversa, como ser: - Agentes tensoactivos, en jabones y detergentes, adhesivos y lubricantes; es a través de la química de superficies que se puede entender por qué un jabón lava. - El estudio de los sistemas coloidales conduce a importantes avances en el proceso de los alimentos, en la química del suelo y en las industrias del papel, las pinturas y la goma.
6. A continuación veamos algunos ejemplos para ilustrar la relación Área a Volumen (A/V):
7. Si este cubo se parte en cubitos de 1 mm de arista, tendremos 1000 cubitos, cuya área superficial será ahora de 6.000 mm2; por lo tanto, la relación A/V será: 60 cm2/ cm3.
8. La fisicoquímica de superficies es la ciencia que estudia los fenómenos físicos y químicos que ocurren en las interfases, es decir, en la superficie que delimita dos fases.
9. Geométricamente podemos decir que la superficie es el conjunto de puntos que delimitan un cuerpo. Desde el punto de vista físico estos puntos constituyen los átomos que delimitan el cuerpo. Estos átomos interactuan con los que conforman la superficie de la otra fase adyacente.
10. El desarrollo de la química de superficies no fue rápido ni fácil, por las dificultades que presenta, pues un objeto normal tiene muy poca superficie comparado con su volumen; es decir, tiene muy pocas moléculas en su superficie con relación a las moléculas del objeto en total.
11. Se realizaron algunos estudios de adsorción (adhesión de moléculas sobre una superficie), cuyos resultados, a modo de ilustración, se indican a continuación: 1.- Uno de los sistemas de adsorción más típicos, por la trascendencia del concepto que lleva consigo, es la adsorción del hidrogeno sobre los metales nobles, tales como el Pt y Pd: En la Fig 4 se observa la isoterma de adsorción de H2 sobre Paladio. Para este experimento se usó, aproximadamente, 20 mg de Pd impregnado en carbón activado. Para la adsorción misma se hizo burbujear hidrogeno al recipiente donde se encontraba el Pd. Este sistema tuvo especial atractivo los años 90, cuando se dio a conocer a la comunidad científica aquello que se denominó la Fusión Fría, según la cual, mediante este sistema se podía obtener un excedente enorme de energía. Este hecho no se pudo sostener por mucho tiempo.
12. La importancia de las superficies se reconoció desde muy temprano. Ya, hace una centuria que se podía determinar la tensión superficial de los líquidos, la adsorción de gases en sólidos porosos, la evaporación de los sólidos, etc. Gibbs desarrolló muchos de los conceptos de la termodinámica de superficies que utilizamos hoy.
13. EJEMPLOS DE SISTEMAS CON ÁREAS SUPERFICIALES GRANDES.
14. 1.- Si partimos de un cubo de sal, con arista de 1 cm, tenemos que su área superficial es 6 cm2 y su volumen es de 1 cm3; por lo tanto, su relación A/V será : 6 cm2/ cm3.
