Una placa de Wilhelmy es una placa delgada que se utiliza para medir la tensión superficial o interfacial en equilibrio en una interfaz aire-líquido o líquido-líquido. En este método, la placa se orienta perpendicularmente a la interfaz y se mide la fuerza ejercida sobre ella. Basado en el trabajo de Ludwig Wilhelmy , este método se utiliza ampliamente en la preparación y el seguimiento de películas de Langmuir .
La placa de Wilhelmy consiste en una placa delgada, generalmente del orden de unos pocos centímetros cuadrados de área. La placa suele estar hecha de papel de filtro, vidrio o platino , que puede ser rugoso para asegurar una humectación completa . De hecho, los resultados del experimento no dependen del material utilizado, siempre que el material esté humedecido por el líquido. [1] La placa se limpia a fondo y se fija a una balanza con un alambre metálico delgado. La fuerza sobre la placa debido a la humectación se mide utilizando un tensiómetro o una microbalanza y se utiliza para calcular la tensión superficial ( ) utilizando la ecuación de Wilhelmy :
donde es el perímetro mojado ( ), es el ancho de la placa, es el espesor de la placa y es el ángulo de contacto entre la fase líquida y la placa. En la práctica, el ángulo de contacto rara vez se mide; en su lugar, se utilizan valores de la literatura o se supone que hay un mojado completo ( ). [2]
En general, la tensión superficial se puede medir con alta sensibilidad utilizando placas muy delgadas cuyo espesor varía de 0,1 a 0,002 mm. El dispositivo se calibra con líquidos puros como agua y etanol. El ajuste de la flotabilidad se minimiza utilizando una placa delgada y sumergiéndola lo menos posible. La humectación del agua sobre una placa de platino se logra utilizando placas de platino disponibles comercialmente que se han vuelto rugosas para mejorar la humectabilidad. [3]
Si se supone una humectación completa (ángulo de contacto = 0), no se requieren factores de corrección para calcular las tensiones superficiales cuando se utiliza la placa de Wilhelmy, a diferencia de un anillo de du Noüy . Además, debido a que la placa no se mueve durante las mediciones, la placa de Wilhelmy permite una determinación precisa de la cinética de la superficie en una amplia gama de escalas de tiempo y muestra una baja varianza del operador. En un experimento de placa típico, la placa se baja a la superficie que se está analizando hasta que se forma un menisco y luego se eleva de modo que el borde inferior de la placa se encuentre en el plano de la superficie no perturbada. Si se mide una interfaz enterrada, la segunda fase (menos densa) se agrega sobre la fase primaria (más densa) no perturbada de tal manera que no perturbe el menisco. La fuerza en equilibrio se puede utilizar entonces para determinar la tensión superficial o interfacial absoluta . Debido a una gran área humedecida de la placa, la medición es menos susceptible a errores de medición que cuando se utiliza una sonda más pequeña. Además, el método se ha descrito en varias normas de medición internacionales.
