Tensão superficial

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UNIVERSIDADE ESTADUAL DA PARAÍBA
CENTRO DE CIÊNCIAS BIOLÓGICAS E DA SAÚDE
DEPARTAMENTO DE FARMÁCIA
CURSO DE FARMÁCIA
PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL PARA POSSIBILITAR O CÁLCULO DA
TENSÃO SUPERFICIAL DOS FLUIDOS EM TESTE
ANDRESSA BEATRIZ DO NASCIMENTO MONTEIRO
CLARA RODRIGUES DE ALMEIDA SOUSA
RANNE BEATRIZ SANTANA DE LIMA
THAYNÁ LOURENÇO DE OLIVEIRA
CAMPINA GRANDE
MAIO 2023
INTRODUÇÃO
Todos os líquidos apresentam uma verdadeira tendência a diminuir sua superfície
livre, a qual se comporta de forma parecida a como o faz uma membrana elástica.
Dita propriedade é devida à existência de forças tangenciais à superfície ou forças
de tensão, pelo que se lhe denomina tensão superficial.
A tensão superficial é um fenômeno relacionado à interface de contato entre um
líquido e o gás onde ele se encontra. A superfície ou interface onde a tensão existe
está situada entre o líquido e seu vapor saturado no ar, normalmente a pressão
atmosférica. A tensão pode também existir entre dois líquidos imisciveis, sendo
então chamado de tensão interfacial.
A origem da tensão superficial está nas forças intermoleculares do líquido que faz
com que se crie uma espécie de membrana elástica na sua superfície. A tensão
superficial depende da natureza do líquido, da pureza e da temperatura em que se
encontra. Nesta prática permite que o estudante refleta sobre líquidos que molham e
não molham um sólido. A molhabilidade se explica pela diferença entre as forças de
atração moleculares do líquido entre si (força de coesão) e as forças de atração do
líquido pelo sólido em contato com o líquido (forças de adesão).
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, depende da suposição de que a circunferência multiplicada pela tensão
superficial é a força que mantém juntas as duas partes de uma coluna líquida.
Quando está força está equilibrada pela massa da porção inferior, a gota se
desprende
A tensão superficial é calculada pela equação abaixo:
Sendo
Mi= massa da gota ideal
R= raio do tubo
G= aceleração da gravidade
Levando em consideração o fator de contração f podemos escrever a lei de Tate
para a massa verdadeira da gota como:
(Figura 1)
OBJETIVOS
Calcular as tensões superficiais dos fluidos tidos, em virtude dos dados
obtidos experimentalmente, e observar, ainda, se os comportamentos práticos das
substâncias harmonizavam com a teoria do método do peso da gota.
METODOLOGIA
Materiais utilizados:
Beckers de 50 mL;
Balança analítica
Bureta
Pipeta graduada
Stalagnômetro de Trawbe
Pera de sucção
Pipetador
MÉTODO PESO DA GOTA
Inicialmente, foram pesados 2 béqueres vazios na balança digital analítica, logo
após, foi colocado 20 gotas de água em cada béquer e, assim, os dois béqueres
foram pesados com água, para que se obtivesse o valor da massa média da água.
MÉTODO DO ESTALAGMÔMETRO
A água foi pipetada até a altura desejada no Stalagnômetro. Em seguida, a água
escoou até a marca (traço horizontal), só então a quantidade de gotas que caía no
béquer forai contabilizada, cessando a contagem conforme o escoamento da água
chegava à marca inferior da vidraria.
Ademais, os valores necessários para deduzir-se o raio do tubo para os
devidos cálculos experimentais e os correspondentes do fator de contração da gota,
foram os representados, respectivamente, na Tabela 1 e 2.
(Tabela 1)
(Tabela 2)
RESULTADOS E DISCUSSÃO
A priori, com relação à teoria no decurso do experimento, foi necessário, para
o experimento 1, o cálculo da massa de uma gota de água, que foi feito dividindo por
20 gotas a massa medida no becker 1, dividindo por 20 gotas a massa medida no
becker 2; e fazendo uma média aritmética dos dois valores, como esquematizado na
figura 2. Após isso, com o valor da massa, pôde-se consultar na tabela 1, dada
previamente, o valor do raio do tubo, que foi utilizado na fórmula da densidade, a fim
de encontrar-se o volume de cada gota e esse número pudesse ser aplicado na
função do fator de correção, como representado na figura 3.
(Figura 2)
(Figura 3)
No mais, o próximo passo foi consultar a tabela 2, para tentar encontrar o
valor correspondente a 0,404, correspondente do fator de contração e a utilização da
lei de Tate (Figura 1), na qual se substituíram os valores obtidos, alcançando, por
fim, a medição numérica da tensão superficial da água, como representado na figura
4 a seguir:
(Figura 4)
Já no procedimento experimental 2, contou-se 44 gotas de água da primeira
vez e da segunda contou-se 48 gotas, portanto, fazendo a média aritmética entre os
dois valores, temos o número de 46 gotas, tornando possível a utilização da fórmula
de correspondência das densidades, tensões superficiais e números de gotas, para
achar as tensões superficiais do álcool e do NaCl, também testados no
Stalagnômetro, como esquematizado abaixo:
CONCLUSÃO
Conclui-se, dessa maneira, que a partir dos dados obtidos foi possível
determinar a tensão superficial da água e dos compostos em teste de modo efetivo,
visto que os resultados comprovaram, conforme a teoria afirma, que a tensão
superficial da água é a mais alta, sendo justificado esse efeito pelo fato da molécula
de água possuir uma organização do oxigênio na direção da superfície de contato, o
que se certificou com o experimento.
REFERÊNCIAS
Densidade do Sal / NaCl 🪨 (e meu Infográfico!) rev. 2022. Disponível em:
<https://www.materiais.gelsonluz.com/2018/09/densidade-do-sal.html>. Acesso em:
12 maio. 2023.