ESTABILIDADE COLOIDAL _

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UNIVERSIDADE DO ESTADO DO RIO DE JANEIRO INSTITUTO DE QUÍMICA
DEPARTAMENTO DE FÍSICO-QUÍMICA
LABORATÓRIO DE FÍSICO-QUÍMICA EXPERIMENTAL
EXPERIMENTO: ESTABILIDADE DE UM SISTEMA COLOIDAL
PROFESSORA: ÂNGELA ROCHA
DATA DE REALIZAÇÃO DA PRÁTICA: 05/05/2017 DATA DE ENTREGA DO RELATÓRIO: 12/05/2017
COMPONENTES DO GRUPO: CAROLINE REIS DIOGO DUARTE
RAFAELA NEPOMUCENO VICTOR PONTES
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SUMÁRIO
I. INTRODUÇÃO TEÓRICA
II. OBJETIVO
III. METODOLOGIA
IV. RESULTADOS E DISCUSSÕES
V. CONCLUSÕES
VI. BIBLIOGRAFIA
I. INTRODUÇÃO TEÓRICA:
Coloides são misturas heterogêneas em que um ou mais componentes tem pelo menos uma dimensão na faixa de 1nm a 1μm de diâmetro. O estado coloidal é dividido em duas fases: o disperso, ou soluto, que se encontra em menor quantidade e o dispersante, ou solvente, que se encontra em maior quantidade.
Em termos de estabilidade coloidal, o sistema apresenta uma instabilidade termodinâmica provocada pelo excesso de energia livre de superfície, fazendo com que o mesmo tenda espontaneamente a se agregar, formando duas fases. As diferentes interações entre as fases dispersa e dispersante constituem um dos pontos críticos do comportamento e da estabilidade dos coloides, onde tais interações são regidas pelas propriedades físicas e químicas das fases já mencionadas. De modo geral, a resistência à agregação que as próprias partículas oferecem durante as colisões e consequentes coagulações é que vai reger a estabilidade do sistema.
No decorrer do experimento pudemos observar como a estabilidade do sistema varia (aumentando ou diminuindo) sob a influência de um eletrólito e de um polímero.
II. OBJETIVO:
O	objetivo	do	experimento	é	observar	algumas	condições	de estabilidade de um sistema coloidal de enxofre.
III. METODOLOGIA:
Materiais e reagentes utilizados:
· 1 balão de fundo chato 125mL
· 1 condensador de refluxo
· 2 béqueres de 100mL
· 1 béquer de 250mL
· 1 funil para filtração
· 1 bastão de vidro
· 7 tubos de ensaios com rolhas rosqueadas
· 1 vidro de relógio
· 1 garra de ferro
· 1 suporte universal
· 2 pedaços de mangueira de látex
· 1 pipeta volumétrica de 5mL
· 1 pipeta graduada de 10mL
· 1 pipeta graduada de 5mL
· Manta de aquecimento
· Placa de aquecimento
· Pera de borracha
· Papel de filtro ou algodão
· Solução de amido 0,1%
· Solução de NaCl 10%
· Acetona
· Enxofre
Com todo sistema de refluxo montado, adicionou-se 0,25g de enxofre ao balão de fundo chato de 125mL contendo 50mL de acetona. Feito isso, a
solução foi levada a aquecimento por meio da manta de aquecimento e, após iniciar-se a ebulição da solução, mantida em refluxo por 10 minutos.
Em paralelo, aqueceu-se, em uma placa de aquecimento na capela,
50mL de água em um bécher de 250mL até a ebulição da mesma.
Passado-se os 10 minutos do refluxo da solução de acetona e enxofre, o balão foi levado à capela, com o exaustor ligado. A solução saturada de enxofre então foi vertida lentamente ao bécher com água ainda fervendo. As precauções para evitar acidente devido à projeção de água fervendo foram devidamente tomadas. Desta forma, a acetona foi evaporada e a solução coloidal foi formada entre água e enxofre (insolúvel em água). Com um bastão de vidro, a solução foi agitada lentamente algumas poucas vezes enquanto se esperou abaixar um pouco a temperatura para que a suspensão fosse filtrada no funil com algodão.
A posteriori, filtrou-se a solução em um funil contendo algodão e, separados sete tubos de ensaio devidamente identificados, adicionou-se a solução coloidal aos tubos que, com auxílio de uma pipeta graduada já continham soluções de amido e NaCl nos volumes indicados na Tabela 1 abaixo:
	Tubo
	Solução coloidal (mL)
	Amido 0,1% (mL)
	NaCl 10% (mL)
	1
	5
	0
	0
	2
	5
	0
	1
	3
	5
	1
	0
	4
	5
	1
	1
	5
	5
	2
	1
	6
	5
	3
	1
	7
	5
	4
	1
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Tabela
 
1
 
–
 
Volume
 
de
 
cada
 
solução
 
adicionado
 
aos
 
tubos
 
de
 
ensaio
Após
 
as
 
adições
 
dos
 
volumes
 
indicados
 
na
 
tabela
 
1,
 
os
 
tubos
 
foram
 
arrolhados
 
e
 
deixados
 
em
 
repouso
 
por
 
24h.
)
IV. RESULTADOS E DISCUSSÕES:
Passado-se 24h do experimento, os tubos apresentaram as seguintes modificações de turbidez ou cor:
 (
Tubo
1
2
3
4
5
6
7
Modificações
Apresentou
 
o
 
mesmo
 
nível
 
de
 
turbidez,
 
com
 
uma
 
camada
 
posterior
 
tendendo
 
a
 
transparência
 
e
 
com
 
formação
 
de
 
precipitado.
Apresentou divisão clara das fases, com formação praticamente
 
completa
 
de
 
precipitado
 
e
 
uma
 
fase
 
líquida
 
límpida.
Apresentou um aspecto bem turvo, com uma coloração mais
 
esbranquiçada
 
que
 
a
 
do
 
tubo
 
1.
Apresentou um aspecto mais turvo que o
 
do
 
tubo 1 e
 
com
 
formação
 
de
 
precipitado.
Apresentou uma faixa de turbidez maior que a do tubo 4, com
 
formação
 
de
 
precipitado
 
(em
 
menor
 
quantidade
 
que
 
a
 
do
 
tubo
 
4).
 
Apresentou uma faixa de turbidez maior que a do tubo 5, com
 
formação de precipitado (em menor quantidade que a do tubo 5).
 
Apresentou uma faixa de turbidez maior que a do tubo 6, com
 
formação
 
de
 
precipitado
 
(em
 
menor
 
quantidade
 
que
 
a
 
do
 
tubo
 
6).
)
Tabela 2 – Modificações nos tubos após 24h
As modificações observadas já eram esperadas e podem ser justificadas pelas seguintes razões:
· Tubo 1: Por conter apenas a solução coloidal, com o tempo, as partículas coloidais se agregaram de forma espontânea formando precipitado de enxofre, já que o mesmo é apolar. Tal fato justifica a instabilidade termodinâmica dos sistemas coloidais, proveniente do excesso de energia livre de superfície, tendendo naturalmente a se destruir.
· Tubo 2: A presença de íons de um eletrólito em uma solução coloidal que é um sol liófobo (não possui afinidade com o solvente), promove a redução da espessura da dupla camada (pois haverá neutralização de cargas presentes nela), diminuindo a distância na qual ainda existe potencial eletrostático () significativo e, portanto, facilita ainda mais a agregação, provocando a floculação de sóis liófobos. Isso explica a presença da fase líquida límpida.
· Tubo 3: Observa-se que a suspensão coloidal praticamente não foi afetada. A adição do amido liofílico no sol liofóbico, fez com que houvesse a formação de uma camada protetora no entorno da partícula coloidal, com a parte liofílica do amido voltada para o solvente. Esse comportamento funciona como uma barreira para a coagulação espontânea das partículas, mantendo o sistema estável. Já que não houve a adição de eletrólitos, o sistema não foi desestabilizado e não houve formação de precipitado.
· Tubos 4, 5, 6 e 7: À medida que a concentração de amido foi aumentando de um tubo para o outro, houve uma contribuição cada vez maior para a estabilidade da suspensãocoloidal. Contudo, devido à presença de eletrólito nos tubos (na mesma concentração em todos), houve a redução da espessura da dupla camada, o que diminuiu a repulsão entre as partículas coloidais e, por conseguinte, gerou a desestabilização da suspensão. Com isso, a presença de precipitado formado vai diminuindo, ao passo que a faixa de turbidez vai aumentando, com o aumento da concentração de amido do tubo 4 para o 7.
Sendo assim, com as devidas observações e justificativas acima expostas, a ordem de estabilidade dos tubos 2 a 7 (do mais estável para o menos estável) e:
3 > 7 > 6 > 5 > 4 > 2
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V. CONCLUSÕES:
A estabilidade dos sistemas coloidais em diferentes situações pôde ser observada pela coloração e turbidez dos tubos que as continham. Foi possível verificar que os coloides sofreram visíveis modificações a partir da presença do amido e/ou NaCl.
Foi possível observar que o uso do amido contribuiu para a estabilidade
do sistema coloidal, como já era esperado, uma vez que, com o aumento do volume de amido adicionado, menos precipitado era formado e a faixa de turbidez aumentava. Isso se deve ao fato do amido ser uma macromolécula que, devido ao seu tamanho, adsorve-se na superfície das partículas coloidais e impede que as mesmas se coagulem e consequentemente desestabilizem o sistema. Por outro lado, a presença do NaCl promoveu a destruição do sistema coloidal, sendo constatado a formação de uma fase límpida e de precitados. Isso se deve à presença de íons que diminuem a espessura da dupla camada, e, como ainda há potencial eletrostático significativo no meio, favorece ainda mais a floculação dos sóis liófobos.
Sendo assim, no experimento, o tubo que contém a solução coloidal mais estável é o 3, devido à presença somente do amido, e o segundo mais estável é o 7, o qual contém mais amido em comparação a quantidade de NaCl, contribuindo para uma melhor estabilidade.
Com base nesses resultados, conclui-se que o experimento realizado está de acordo com a teoria, na qual os coloides sofrem a influência de um polímero e de um eletrólito na estabilidade do sistema.
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VI. BILBLIOGRAFIA:
· Roteiro “Práticas de Físico-Química Experimental II”, Rio de Janeiro, pág
5-6.
· Atkins, P.W, Physical Chemistry, Oxford University Press, Oxford, 5th ed., 1994.
· USP, Estabilidade Coloidal.	Disponível em:
<http://www.usp.br/massa/2013/qfl2452/pdf/EstabilidadeColoidal.pdf >. Acesso em 08 de maio de 2017.