TENSOATIVOS E EFEITO MARANGONI

Prévia do material em texto

UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ
Coordenação de ENGENHARIA QUÍMICA (COENQ)
disciplina de FENÔMENOS DE SUPERFÍCIE
ANNA GABRIELA DRUMMOND XAVIER TELES
TENSOATIVOS E EFEITO MARANGONI
relatório da aula prática de laboratório 
Prof. Thalita Grando Rauen
Francisco Beltrão
2017
ANNA GABRIELA DRUMMOND XAVIER TELES
TENSOATIVOS E EFEITO MARANGONI
Relatório de aula prática experimental e laboratório da disciplina de Fenômenos de Superfície, apresentado no curso bacharelado de Engenharia Química, da Universidade Tecnológica Federal do Paraná, campus Francisco Beltrão.
Prof. Thalita Grando Rauen
Francisco Beltrão
2017
SUMÁRIO
1 INTRODUÇÃO
A tensão superficial é proporcional a força de coesão de suas moléculas, que é uma força que tende a reunir as moléculas. Os líquidos se comportam como uma camada na superfície do líquido que faz com que sua superfície se comporte como uma membrana elástica que dificulta a passagem de objetos, substâncias, seres vivos. Isso ocorre devido às moléculas da água, que interagem entre si fazendo ligações de hidrogênio. As moléculas que estão no interior do liquido interagem com as demais em todas as direções enquanto as que estão na superfície só interagem apontando para o centro do líquido. Assim, é como se houvesse uma força resultante apontando para dentro, o que o mantém uniforme.
A água é um ótimo exemplo de liquido com boa tensão superficial. Sobre ela é possível que muitos insetos andem. Isso acontece porque estes não são capazes de quebrar as ligações de hidrogênio existentes entre as moléculas de água. Assim, a “membrana superficial” exerce uma força sobre eles e os mantém em equilíbrio.
Os tensoativos, também chamado de surfactantes, são substâncias que podem reduzir a tensão superficial. Um tensoativo pode ser definido como uma substância que tem, na mesma molécula grupos polares (hidrofílicos) e grupos apolares (hidrófobos).
Um tensoativo, por apresentar características hidrofílica e hidrofóbica na mesma molécula, nunca apresenta total estabilidade na sua dissolução, seja em meio polar (água) ou apolar (óleo). É essa instabilidade que proporciona aos tensoativos características diferenciadas dos outros compostos.
2 OBJETIVOS
	Conhecer os efeitos de um agente tensoativo na água ao realizar bolhas de sabão e realizar o procedimento do efeito Marangoni.
3 MATERIAIS E MÉTODOS
3.1 Materiais e Equipamentos
200mL de detergente;
200mL de água destilada;
Placas de Petri;
Conta gotas ou pipeta de pasteur;
Leite;
Corante alimentício;
3.2 Métodos
3.2.1 Bolhas de sabão
Em um recipiente apropriado e largo, foi misturando 200mL de detergente e 200mL de água destilada. A solução foi misturada lentamente, evitando a formação de espuma.
3.2.2 Efeito Marangoni 
Na placa de Petri foi colocado um pouco de leite e em seguida, pingou-se gotas de corante no centro. Com um conta-gotas, adicionou-se uma gota de detergente bem ao centro, em cima dos pingos do corante. Observou-se os resultados.
4 RESULTADOS E DISCUSSÕES
4.1 Bolhas de sabão
As bolhas de sabão se formam graças à intensidade da tensão superficial. As moléculas de água que estão na superfície da bolha realizam ligações de hidrogênio somente com moléculas ao seu lado, aumentando ainda mais a força dessa ligação. Para diminuir essa superfície ao mínimo, a bolha adquire um formato com a menor relação entre área superficial e volume, que é a forma esférica.
As moléculas do detergente se interpõem às moléculas de água. A elasticidade é resultante da interação entre as moléculas de água restantes. No entanto, elas acabam por evaporar e, consequentemente, a bolha estoura.
Ao adicionar glicerina, xarope de milho ou açúcar, a resistência das bolhas irá aumentar. Isso acontece porque ambos os produtos são formados por substâncias que contêm um grupo OH em sua estrutura molecular, o que estabelece ligações de hidrogênio com a água e ela permanecerá por mais tempo em estado líquido.
Dentre todas as soluções, a que se mostrou menos estável foi a solução em que continha apenas água e detergente. A solução que continha xarope de milho não houve formação de bolhas, não sendo possível concluir algo sobre a mesma.
As soluções mais resistentes foram às que continham açúcar e glicerina. Entretanto, a bolha formada da solução de glicerina não apresentava cores, era neutra. Já a bolha formada da solução de açúcar se apresentou bastante colorida, porém menos que a bolha da solução água e detergente. 
 
4.2 Efeito Marangoni
Efeito Marangoni é o termo dado aos fluídos que sofrem nas superfícies delimitadoras, devido a gradientes na tensão superficial. 
Quando o filme da bolha é esticado, a concentração local de tensoativo é reduzida e a tensão superficial local aumentada. Por esta razão, há migração de moléculas de tensoativo da região mais concentrada (menor tensão superficial) para a menos concentrada, estabilizando o filme. Desta forma, a viscosidade do filme fluido tem papel determinante no efeito Marangoni.
No procedimento realizado, ao adicionar uma gota de detergente (Figura 2) no leite com corante (Figura 1), é possível visualizar o caminho que a gordura do leite (parte hidrofóbica) faz ao entrar em contato com a parte hidrofílica do detergente (Figura 3). 
 Figura 1 – Leite e Corante Figura 2 – Ao adicionar detergente Figura 3 – Efeito Marangoni
5 CONCLUSÃO
	Através dos experimentos realizados nessa aula prática, foi possível observar o comportamento das bolhas de sabão em diferentes receitas e que para obter bolhas de sabão mais resistentes e duradouras, é recomendado adicionar açúcar ou glicerina. Observou-se também que o efeito Marangoni mostrou o comportamento da gordura do leite quando adicionado detergente, mostrando a repulsão das partes hidrofílicas com as partes hidrofóbicas.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
FOGAÇA, J.R.V. Como se formam as bolhas de sabão? Mundo educação, 2015. Disponível em: <http://mundoeducacao.bol.uol.com.br/quimica/como-se-formam-as-bolhas-sabao.htm>. Acessado em 15/10/2017.
ROCHA, J. Bolha de sabão gigantes. Manual da Química, 2015. Disponível em: <http://manualdaquimica.uol.com.br/experimentos-quimica/bolhas-sabao-gigantes.htm>. Acessado em 15/10/2017.
Autor Desconhecido. O efeito Marangoni. Disponível em: < http://www.usp.br/massa/2013/qfl2452/pdf/Marangoni.pdf>. Acessado em: 15/10/2017