Análisis de la estabilidad del método de Lifshitz-van der Waals/Acido-Base para determinar la energía superficial en sólidos

SCHUSTER J M; MORENO A D; MANZUR J O; ROSENBERGER M R; SCHVEZOV C E

San Miguel de Tucuman

Congreso; 101ª Reunión Nacional de la Asociación Física Argentina ? 2016; 2016

AFA

La determinacion directa de la energa libre supercial (ELS) de un solido es inaccesible experimentalmente, por lo tanto, se debe estimar a traves de diferentes modelos teoricos. En general se reconoce la forma mas practica para estimar la ELS. Entre los modelos teoricos mas usados en la actualidadse encuentra el de Lifshitz-van der Waals/Acido-Base, en este modelo la ELS se considera como la suma de una componente apolar Lifshitz van der Waals (iLW) y una componente polar acidobase de Lewis (iAB), esta ultima se subdivide en una componente donante de electrones (i􀀀) y un componente aceptora de electrones(i+) segun la relacion: iAB = 2 p(i􀀀i+).Con el n de determinar la ELS y sus componentes (sLW,s􀀀,s+) de un determinadosolido se deben medir los AC de al menos tres lquidos con componentes conocidas de la tension supercial (lLW,l􀀀,l+) y se resuelve un sistema de tres ecuaciones linealizado obteniendose los valores de las variables que corresponden a p( sLW),p(s􀀀),p(s+). Se ha reportado en la bibliografa que los valores hallados dependen fuertemente de los lquidos que se utilizan y son muy sensibles a los errores experimentales en la determinacion del AC de los mismos, obteniendosecasos extremos como por ejemplo valores negativos.Para evaluar la inestabilidad matematica del sistema se calcularon los numeros de condicion de las matrices que contienen como coecientes a los valores de tension supercial y componentes de cada uno de los lquidos del triplete de lquidos elegido. Los lquidos que se utilizaron (en tripletes) fueron: agua, diyodometano, etilenglicol, glicerol, formamida y dimetilsulfoxido. Los numeros de condicion para cada triplete se calcularon a partir de la utilizacion de diferentes normas inducidas por producto interior en particular: euclidiana, columna, la y traza. Un numero de condicion grande implica una alta inestabilidad del sistema de ecuaciones. La importancia de apelar a lasdiferentes normas radica en que cada una de ellas utiliza la informacion de los coecientes delsistema de manera diferente. Tambien, para cada triplete en particular se calculo la ELS y sus componentes de supercies de politetrauoroetileno (Te on) y Poliamida 6 (Nylon).Se encontro una buena correlacion entre el aumento del numero de condicion para un triplete dado y la aparicion de resultados sin sentido fsico en el calculo de la ELS tanto en el Te on como en el Nylon. Se concluye que el calculo del numero de condicion es un buen metodo para determinar a priori que triplete de lquido (de los que se dispone) es el mejor para estimar la ELS de un solido determinado.