TrabalhosGratuitos.com - Trabalhos, Monografias, Artigos, Exames, Resumos de livros, Dissertações
Pesquisar

TENSÃO SUPERFICIAL DE SOLUÇÕES: MÉTODO CONTA GOTAS E EXCESSO SUPERFICIAL

Por:   •  2/11/2019  •  Trabalho acadêmico  •  1.653 Palavras (7 Páginas)  •  228 Visualizações

Página 1 de 7

UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARANÁ

Aline Machado Gaspar

Clara Gabrielle Alves de Souza

Isabelle Magalhães

 Nathyele Kettlin da Costa

Walter Matheus de Bastiani

RELATÓRIO DE AULA PRÁTICA

TENSÃO SUPERFICIAL DE SOLUÇÕES: MÉTODO CONTA GOTAS E EXCESSO SUPERFICIAL

Curitiba

2019

INTRODUÇÃO

A  tensão  superficial  () é a força que deve ser realizada para quebrar a estrutura coesa formada pelas moléculas e, consequentemente, aumentar a área da superfície. O método  do  peso  da  gota é  uma  forma  de  se  determinar a tensão superficial embasada no desprendimento, foi  proposto  por  Tate  em  1864  e  depois  foi  aprimorado.  O método é o seguinte, uma  quantidade  de  gotas  que  cai  de  um  tubo  capilar  que  possua  um  valor conhecido  de  raio  e  que  tenha  um  eixo  vertical  é  pesada. Quando a  gota  é  desprendida  do  equipamento a força aplicada  pelo  peso  da  gota  (m.g) é  estabilizada  pela  tensão  superficial  vezes  a   circunferência  da  gota  formada  (2..r). (Figura 1)[pic 1][pic 2]

                     [pic 3]

Figura 1. Método do peso da gota

Portanto, o cálculo da tensão superficial pode  ser realizado através da medida  de massa. Contudo, devido ao fato da gota não se romper justo no extremo do tubo e sim, mais abaixo na linha A’B’ de menor diâmetro, existe um fator de contração de forma que a massa real da gota difere da massa ideal da gota através da expressão (). O fator  é chamado de coeficiente de contração e é determinado experimentalmente. Na prática, o peso da gota obtido, é sempre menor que o peso da gota ideal. Somente a porção mais externa da gota é que alcança a posição de instabilidade. (Figura 2). [pic 4][pic 5][pic 6]

[pic 7]

Figura 2. Esquema da gota caindo.

Levando em consideração o fator de contração () podemos escrever a Lei de Tate para a massa verdadeira da gota como:[pic 8]

[pic 9]

Onde:  é a massa da gota (kg); é a aceleração da gravidade (m/s2); é o raio do tubo capilar (m);  é o fator de correção.[pic 10][pic 11][pic 12][pic 13]

Para o cálculo do raio do capilar () dados publicados sugerem a seguinte relação, a 23°C, para o caso da água:[pic 14]

= -0,0002815 + 38,1292 .[pic 15][pic 16]

Onde:  é o raio do tubo capilar;  é a massa da gota (kg).[pic 17][pic 18]

Entre os fatores que influenciam a tensão superficial estão as substâncias dissolvidas, que quando introduzida em um líquido pode modificar a sua tensão superficial, por alterar as forças de coesão existentes. As substâncias polares aumentam a tensão superficial por aumentarem as forças de atração. As substâncias apolares, interferem com as forças de coesão, baixando a tensão superficial.

Os tensoativos são  substâncias  capazes  de  fazer  com  que  seja  diminuída  a  tensão superficial  de  soluções  aquosas devido sua propriedade anfipática. Quando adicionado à água, suas moléculas tentam se arranjar de modo à minimizar a repulsão entre grupos hidrofóbicos e a água: os grupos polares ficam na solução aquosa, próximo à superfície, e os grupos apolares ficam na interface àgua-ar, minimizando o contato com a água. Uma das características comum a todos os tensoativos é a capacidade de formar agregados em solução aquosa a partir de uma determinada concentração, denominados micelas. A concentração onde inicia o processo de formação das micelas é chamada de concentração crítica micelar (CMC). Após a CMC as micelas ficam dispersas em toda a solução, não apresentando efeito sobre a tensão superficial da água.

Quando um soluto abaixa a tensão superficial de um líquido, o soluto é positivamente adsorvido porque as camadas superficiais da solução são enriquecidas neste soluto. E quando um soluto aumenta a tensão superficial de um líquido, o soluto é negativamente adsorvido na superfície. Para este fenômeno define-se o excesso superficial () que representa a quantidade de matéria em excesso de soluto, por unidade de área de superfície.[pic 19]

Segundo o teorema de Gibbs, as moléculas que baixam a tensão superficial concentram-se à superfície e as que a elevam afastam-se da superfície, propondo a seguinte relação entre excesso superficial e a tensão superficial das soluções:

[pic 20]

Onde: é a constante dos gases (8,314 JK-1.mol-1); é a temperatura (K); é a tensão superficial (N.m-1); é a concentração do soluto no seio da solução.[pic 21][pic 22][pic 23][pic 24]

Segundo esta relação, precisamos conhecer como varia a tensão superficial com a concentração das soluções para calcular o excesso superficial. Assim, em um gráfico de tensão superficial vs acha-se o coeficiente angular (da reta e aplica-se o valor na do raio para o cálculo de (mol.m-2). Assim, pode-se determinar a área (m2) ocupada por uma molécula pela seguinte fórmula:[pic 25][pic 26][pic 27]

  [pic 28]

Onde: é a área ocupada por uma molécula (m2);  é o número de Avogadro; é o excesso superficial (moléculas/m2).[pic 29][pic 30][pic 31]

OBJETIVO

Calcular a tensão superficial, pelo método da gota, calcular o excesso superficial e a área ocupada por uma molécula de n-butanol.

METODOLOGIA

  • Bureta 25 mL;
  • Copo plástico
  • água destilada;
  • soluções de n-butanol a 0,02; 0,05; 0,10; 0,20 e 0,30 mol.L-1.

na primeira parte do experimento tinha como objetivo descobrir a massa de uma gota e o seu raio, então, pesou-se o copo plástico e anotou-se o valor. Completou-se a Bureta com água destilada e contou-se o número de gotas em 1,0mL de água deixando as gotas caírem no frasco. Repetiu-se o procedimento mais uma vez, pois foi feito em duplicata.

...

Baixar como (para membros premium)  txt (10.2 Kb)   pdf (262.3 Kb)   docx (49.6 Kb)  
Continuar por mais 6 páginas »
Disponível apenas no TrabalhosGratuitos.com