Determinação Da Tensão Superficial E Interfacial Entre Dois líquidos Pelo método Adaptado Do Peso Da Gota

1. OBJETIVO:

A prática deste relatório teve por objetivo determinar a tensão superficial e interfacial da água em relação ao tolueno pelo método adaptado do peso da gota

2. INTRODUÇÃO:

O líquido ocupa um volume determinado, formando uma superfície bem definida entre ele e o ar circundante. Surge daí uma diferença clara entre as moléculas da superfície e as que ficam internas no líquido. As que ficam dentro interagem com as demais em todas as direções. Em média, portanto, essas interações (ou forças) se anulam mutuamente. Já as que ficam na superfície só podem interagir com as que estão do lado de dentro. Do lado de fora só existe o ar e as moléculas do ar estão tão separadas uma das outras que seu efeito imediato sobre a superfície líquida pode ser desprezado (Felix, 2011).

O resultado dessas forças atrativas de coesão (forças existentes entre moléculas iguais) é a formação de uma película na superfície que sofre uma atração para dentro do próprio líquido. E essa propriedade que o líquido apresenta de manter suas moléculas coesas na superfície é chamada de tensão superficial (γ). A tensão pode também existir entre dois líquidos imiscíveis, sendo então chamada de tensão interfacial (Vieira, 2010)

Figura 2.1: Forças coesivas existentes entre as moléculas

Nos dois casos, a tensão depende da natureza do líquido, do meio que o rodeia e da temperatura. Em geral, a tensão superficial diminui com o aumento da temperatura, já que as forças de coesão diminuem ao aumentar a agitação térmica (Vieira, 2010).

Capilaridade:

Sempre que se põe um líquido em contato com um sólido produz-se um “cabo de guerra” entre as moléculas, as do sólido puxando para seu lado, as do líquido para o outro. Assim, se derramado água numa lâmina limpa de vidro, o vidro atrairá as moléculas de água mais fortemente do que elas se atraem. Então a água é forçada a se espalhar na superfície do vidro. A ação capilar dos líquidos se deve à tendência dos líquidos de subir pelas paredes de tubos capilares (tubos muito finos) e é uma consequência da tensão superficial.

As dimensões da tensão superficial são por unidade de comprimento, no sistema SI = N/m (Vieira, 2010).

Um dos métodos utilizados para medir tensão superficial é o método do peso da gota. Este método, assim como todos aqueles que envolvem separação de duas superfícies, dependem da suposição de que a circunferência multiplicada pela tensão superficial é a força que mantém juntas as duas partes de uma coluna líquida. A gota se desprende quando a força da gravidade multiplicada pela massa da gota for maior que a força da tensão superficial versus a circunferência (Pilling, 2012).

Na prática, o peso da gota obtido, é sempre menor que o peso da gota ideal. A razão disto torna-se evidente quando o processo de formação da gota é observado de mais perto. A Figura 02 ilustra o que realmente acontece (Pilling, 2012).

Figura 2.2: Processo de formação de uma gota.

Observa-se que somente a porção mais externa da gota é que alcança a posição de instabilidade e cai. Perto de 40% do líquido que forma a gota permanece ligado ao tubo (Pilling, 2012).

Para corrigir o erro causado pelo peso da gota, introduz-se na equação:

Um fator de correção f. Assim:

(2)

3. PARTE EXPERIMENTAL:

Materiais utilizados

Buretas de 10 e 25 ml

12 erlenmeyers de 250 ml

Funil de separação

Balança analítica

Termômetro

Pipeta e pipetador

Béqueres

Provetas de 50 ml

Reagentes

Água destilada

Solução estoque de surfactante (5% de laurilsulfato de sódio)

Álcool amílico

Tolueno

Procedimentos Experimentais:

Determinação do raio da bureta

Determinou-se o raio da bureta pesando 10 gotas de água destilada, sendo que inicialmente pesou-se e anotou-se o peso do erlenmeyer vazio e após o peso do erlenmeyer com as gotas de água. Repetiu-se 3 vezes o experimento e, com a média, realizou-se os cálculos.

Em seguida, procedeu-se da mesma maneira, porém utilizando 10 gotas de tolueno para calcular o raio da bureta.

Determinação do fator de correção ‘f’ e tensão superficial da água

Mediu-se e anotou-se a temperatura da água.

Determinação da tensão interfacial entre tolueno e água na presença de álcool amílico

a) Adicionou-se 2,5 ml de álcool amílico a uma mistura de 50 ml de água e 50 ml de tolueno em um funil de separação. Agitou-se a mistura promovendo o equilíbrio de distribuição, mais ou menos 1 minuto. Aguardou-se até o estabelecimento do limite perfeito de separação entre as duas camadas e retirou-se a parte inferior (parte aquosa), colocando-a em um frasco limpo e seco. Fechou-se o funil de separação deixando somente a solução de tolueno.

b) Colocou-se na bureta a camada aquosa contendo em torno de 1% do álcool amílico e colocou-se 10 gotas desta mistura em um erlenmeyer limpo e tarado. Determinou-se a massa das gotas. Repetiu-se duas vezes o gotejamento e a determinação de massa, fez-se a média dos dois valores e então fez-se a relação entre a massa média dessa solução e a massa da água pura, obtida no experimento 3.3.1. Esta relação multiplicada pela tensão superficial da água fornece a tensão superficial dessa solução de álcool amílico.

c) Determinou-se a temperatura da solução de tolueno com álcool amílico (do funil de separação). Verificou-se a densidade do tolueno na temperatura considerada.