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UNIERSIDADE ESTADUAL DO OESTE DO PARANÁ Centro de Engenharias e Ciências Exatas - Campus Toledo Prof. Dr. Fernando Reinoldo Scremin Físico-Química Experimental Tensão Superficial Relatório - Prática 6 Alunos(as): Angela Mizuki G. S. W. Chiappim Emanuel Bergeier Barella Julia Cericato Benek Julia Maria de Oliveira Callegari Maria Clara Bochio Toledo, PR – 2023 RESULTADO E DISCUÇÃO Nesse experimento foi utilizado um picnômetro de 25 ml para mensurar a densidade de diferentes elementos, entre eles o etanol, a água, o cloreto de sódio e diferentes soluções de detergente. Inicialmente foi pesado o picnômetro vazio, uma vez que é necessário conhecer seu volume exato, e posteriormente adiciona-se as soluções em análise para mensurar com exatidão a massa do picnômetro com a solução. Para encontrar a massa da solução é necessário apenas subtrair a massa do picnômetro vazio, da massa do picnômetro com a solução. Tabela 4 - Volumes e massas utilizados no cálculo de densidade. Solução Massa picnômetro +solução(g) Massa picnômetro vazio(g) Massa da solução Volume da solução(ml) Densidade (g/ml) Álcool 44,5160 23,2946 21,2214 0,848 Água 50,06 23,2946 26,7654 1,07 NaCl 0,50% 50,1591 23,2946 26,8646 1,0746 NaCl 1,00% 50,3019 23,2946 27,0073 25 ml 1,0803 NaCl 1,50% 50,3920 23,2946 27,0994 1,0839 Detergente 0,50% 57,0346 28,7157 28,3189 1,132756 Detergente 1,00% 57,0482 28,7157 28,3325 1,133300 Detergente 1,50% 57,0486 28,7157 28,3329 1,133316 Fonte: autoria própria A segunda etapa consistia em medir a tensão superficial de um líquido pelo método da gota. Para isso é necessário utilizar uma bureta de 25 ml fixa em um suporte universal com a ajuda de uma garra. Com a ajuda de um paquímetro, foi possível medir o diâmetro da bureta, que corresponde a 9,84 mm, resultando em um raio de 4,92. Uma por uma, as soluções foram adicionadas na bureta previamente limpa e seca. Foram retirados apenas 2 ml de cada solução para a análise, antes dela, foi necessário pesar o vidro de relógio que seria o suporte para o líquido que saísse da bureta, a partir disso foi possível contar e mensurar a quantidade de gotas presente a cada 2 ml de diferentes tipos de soluções. Após o recolhimento de cada líquido, é levado um por um para uma balança analítica para mensurar a massa do vidro de relógio com a solução, para que fosse possível encontrar a massa da solução. Todas as informações obtidas a partir dessa teste foram compactadas e podem ser encontradas na tabela 5. Tabela 5 - Contagem de gotas das soluções. Solução Massa vidro de relógio +solução(g) Massa vidro de relógio vazio(g) Massa da solução Quantidade de gotas Massa de uma gota (kg) Álcool 37,6870 36,1165 1,5705 82 0,000019152 Água 38,0281 36,1165 1,9116 31 0,0000616 NaCl 0,50% 23,2235 21,2750 1,9485 34 0,00005731 NaCl 1,00% 22,6243 20,6106 2,0137 31 0,00006496 NaCl 1,50% 22,7188 20,6103 2,1085 30 0,00007028 Detergente 0,50% 31,7076 29,7342 1,9743 58 0,000034 Detergente 1,00% 31,6777 29,7342 1,9435 73 0,000027 Detergente 1,50% 31,7468 29,7342 2,0126 53 0,000038 Fonte: autoria própria As interações entre as moléculas influenciam diretamente na quantidade de gotas de cada solução. Após essas análises, foi calculado a tensão superficial de cada solução. Tensão superficial essa que é responsável pela formação de gotas líquidas, que mesmo que possam ser facilmente deformadas, as gotas de água tendem a se manter em seu formato natural, que se dá pela força coesiva da camada superficial. Muitos métodos podem determinar a tensão superficial, porém o mais utilizado é a lei de Tate, que foi aprimorada por Harkins e Brown. Até chegarmos na equação de tensão superficial, primeiramente se faz necessário identificarmos o raio da bureta dos três grupos, e em seguida calculamos o volume de cada gota usando a equação 1, utilizando a massa da gota de cada solução e a densidade do mesmo; como demonstrado a seguir para a solução do etanol. Assim, podendo-se descobrir o fator de correção: Com o resultado obtido, foi pesquisado a tabela de fator de correção para e medidas de tensão superficial disponibilizado na apostila oferecida pelo professor e neste relatório identificada como tabela 6, o fator de correção utilizado é de 0,6515. Tabela 6: Fator de correção para medidas de tensão superficial. Fonte: Apostila de físico-química experimental I; disponibilizada pelo professor; O fator de correção é utilizado devido a gota não se desprender completamente dos tubos e pelas forças de tensão superficial dificilmente serem encontradas verticalmente. E com as informações adquiridas foi usando a equação da lei de Tate para determinar a tensão superficial de cada solução. Ainda utilizando os dados do reagente etanol para demonstrar os cálculos. Todos os resultados encontrados foram disponibilizados em forma de tabela com número 7. Tabela 7: tensão superficial de cada solução. Solução Raio da bureta (m) massa de 1 gota (kg) volume da gota (ml) desvio (ѱ) tensão superficial (Nm-1) tensão superficial da literatura (Nm-1) Etanol 0,00145 0,01915 0,02258 0,6515 0,03219 22,5 mN/m água 0,00145 0,04230 0,0395 0,6828 0,066 72 mN/m NaCl - 0,50% 0,00144 0,05730 0,0533 0,7011 0,088 - NaCl - 1,00% 0,00144 0,06495 0,0601 0,7011 0,1003 - NaCl - 1,50% 0,00144 0,07028 0,0648 0,7011 0,1085 - Detergente - 0,50% 0,00109 0,03403 0,0300 0,7011 0,069 - Detergente - 1,00% 0,00109 0,02662 0,0234 0,7011 0,054 - Detergente - 1,50% 0,00109 - Fonte: autoria própria Os demais valores de tensão superficial que deveriam ser encontrados na literatura, não foram encontrados. O agrupamento micelar do detergente faz com que a tensão superficial dele aumente ou diminua, quando forma agrupamento micelar a tensão superficial aumenta, e conforme as micelas se acumulam na superfície a tensão superficial tende a diminuir. CONCLUSÃO Apesar da falta dos valores teóricos de tensão superficial que deveriam ser encontrados na literatura, é possível concluir que os experimentos foram bem-sucedidos, mostrando que em diferentes situações com diferentes componentes o agrupamento micelar se diferencia, como em casos bruscos como a água e o detergente. REFERENCIAS · Volume 1 (2008) – David Halliday et al. Halliday - Física 1 - Vol 1- 8ª Ed.pdf - Google Drive Acesso em 21 de fev. de 2023. · Mecânica (2016) – Hugh D. Young et al. YOUNG, Hugh D.; FREEDMAN, Roger A.; ZEMANSKY, ... BAUER, W.;WESTFALL, G.D.; DIAS, H.
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