apostila CQ 051 2S2017

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EXPERIMENTO	“A”	
TEMA:	MEDIDA	DE	CMC	POR	MEDIDAS	DE	CONDUTIVIDADE	E	EFEITOS	DA	FORÇA	IÔNICA.	
APÓS	O	EXPERIMENTO,	OS	MATERIAIS	UTILIZADOS	DEVEM	ESTAR	LIMPOS!!!!!	
	
Materiais	
Agitador	magnético	(com	aquecimento)	e	barra;	
1	Bureta	de	25	mL;	
2	béqueres	de	100	mL;	
1	pipeta	de	10	mL;	
Condutivímetro;	
1	Termômetro;	
Soluções	aquosas	de	NaCl	(5	mmol	L-1),	NaCl	(5	mmol	L-1)/	SDS	(40	mmol	L-1)	e	SDS	(40	mmol	L-1).	
	
Dica	
Para	 esse	 experimento	é	muito	 importante	que	o	 grupo	acompanhe	as	 alterações	de	 condutividade	 com	a	
construção	simultânea	do	respectivo	gráfico.	
	
Procedimento	experimental	
1	 –	 Adicione	 30	 mL	 de	 água	 destilada	 em	 um	 dos	 béqueres	 e	 meça	 a	 temperatura	 e	 a	 leitura	 de	 sua	
condutividade,	anote	esse	valor	e	considere	como	sendo	l0.		
2	–	Preencha	a	bureta	com	a	solução	pura	de	SDS,	e	adicione	uma	alíquota	de	0,2	mL.	Depois	de	30	segundos,	
desligue	a	agitação	e	aguarde	a	estabilização	da	 leitura	da	condutividade,	anotando	esse	valor	e	encontre	o	
valor	 correspondente	da	 concentração	de	SDS	na	 solução.	Um	modelo	de	 tabela	está	mostrado	a	 seguir.	A	
agitação	 deve	 ser	 suave	 para	 evitar	 a	 formação	 de	 bolhas.	 Obs:	 A	 concentração	 máxima	 de	 SDS	 nos	
experimentos	deve	ser	de	12	mmol	L-1.		
3	–	Repita	as	adições	de	0,2	mL	com	as	correspondentes	leituras	de	l	e	concentração	de	SDS.	Com	o	auxílio	do	
gráfico	estime	o	volume	máximo	a	ser	adicionado	da	solução	de	SDS.	
4	 –	 Para	 cada	 concentração	 de	 SDS,	 encontre	 o	 valor	 correspondente	 da	 condutividade	 normalizada	 (lN),	
através	de	l	/	l0.	Graficamente,	plote	o	valor	de	lN	(eixo	y)	pela	concentração	de	SDS	(eixo	x),	e	estude	a	Figura	
obtida.	
5	–	Repita	os	procedimentos	(1	a	4),	porém,	adicionando	a	solução	de	NaCl	no	béquer	(etapa	1)	e	solução	NaCl	
/	SDS	na	bureta	(etapa	2).	
6	–	Discuta,	teoricamente,	o	efeito	da	temperatura	sobre	a	CMC.	
2	
	
2	
	
7	–	Compare	todos	os	gráficos	obtidos	e	discuta	como	ocorre	a	variação	da	CMC	a	partir	da	alteração	da	força	
iônica.	
Tabela	1.	ILUSTRATIVA	
Volume	adicionado	 Condutividade	(l)	 lN	 [SDS]	/	m	mol	L-1	
0	mL	 l0	=		 1	 0	
0,2	 	 	 	
0,4	 	 	 	
0,6	 	 	 	
....	 	 	 	
	
TÓPICOS	DE	ESTUDO:	
1. Condutividade	de	soluções;	
2. Concentração	micelar	crítica;	
3. Força	iônica	(no	relatório,	calcule	os	valores	da	força	iônica);	
4. Estabilidade	de	micelas;	
5. Diagramas	de	fase	e	ponto	de	Krafft.	
	
	
	
	 	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
3	
	
3	
	
EXPERIMENTO	“B”	
TEMA:		TENSÃO	SUPERFICIAL.	
APÓS	O	EXPERIMENTO,	OS	MATERIAIS	UTILIZADOS	DEVEM	ESTAR	LIMPOS!!!!!	
Um	dos	métodos	utilizados	para	medir	a	tensão	superficial	é	o	método	da	massa	da	gota.	Esse	método,	
assim	 como	 todos	 aqueles	 que	 envolvem	 separação	 de	 duas	 superfícies,	 depende	 da	 suposição	 de	 que	 o	
perímetro	do	capilar,	multiplicada	pela	tensão	superficial	é	a	força	que	mantém	juntas	as	duas	partes	de	uma	
coluna	líquida.	Quando	esta	força	está	equilibrada	pela	massa	da	porção	inferior,	a	gota	se	desprende.	
	
	 A	tensão	superficial	é	calculada	pela	equação,	
fazendo	Fa=Fd:	2𝜋𝑟𝛾 = 𝑚!𝑔 = 𝜌𝑉!𝑔									(Lei	de	Tate)										(1)	
onde:	Vi	é	o	volume	de	uma	gota	ideal,	r	é	o	raio	do	
tubo	(externo	se	o	líquido	molhar	o	tubo),	e	g	é	a	
aceleração	da	gravidade.	
	 	 	 	 	 	 	
Na	 prática,	 o	 peso	 da	 gota	 obtido	 é	 sempre	menor	 que	 o	 peso	 da	 gota	 ideal.	 A	 razão	 disto	 é	 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.	
Para	corrigir	o	erro	causado	pelo	fato	da	gota	não	se	desprender	de	forma	esférica,	introduz-se	na	
equação	(1)	o	fator	de	correção	f:		2𝜋𝑟𝛾𝑓 = 𝑚!𝑔 = 𝜌𝑉!𝑔																	 	 	 	 	(2)	
Assim:		 𝛾 = !!!!!"#																																							 	 	 	 						(3)	
	
Para	o	cálculo	do	raio	do	capilar,	r,	dados	publicados	sugerem	a	seguinte	relação,	a	23°C,	para	o	caso	
da	água:	
r	=	-0,0002815	+	38,1292m									(4)	(raio	em	metros	e	massa	em	kg)	
	
	
4	
	
4	
	
Materiais	
	
Soluções	de	dodecilsulfato	de	sódio;	
Copos	plásticos	para	pesagem;	
Bureta	de	25	mL;	
1	becker	50	mL;	
3	balões	de	25	mL;	
1	micropipeta	de	100	mL;	
	
Procedimento	Experimental	
Parte	I	–	Determinação	do	raio	da	ponta	da	bureta	e	o	valor	de	f.	
1	 -	 Inicialmente,	pese	um	copinho	plástico.	Coloque	de	5	a	10	mL	de	água	destilada	numa	bureta.	Conte	o	
número	de	 gotas	 que	 vertem	em	aproximadamente	 2,0	mL	de	 água	deixando	 as	 gotas	 cair	 nesse	 copinho.	
Anote	o	volume	gasto	exatamente.	
OBS.:	Deve-se	gotejar	lentamente	e	proteger	o	sistema	de	correntes	de	ar.	
2	-	Pese	o	copinho	com	as	gotas	e	calcule	a	massa	de	uma	gota.	
3	-	Repita	o	procedimento	mais	duas	vezes	e	calcule	o	valor	médio	da	massa	de	uma	gota	(expresse	a	massa	
de	uma	gota	em	kg).	Verifique	a	temperatura.		
4	-	Calcule	o	valor	de	r	usando	a	equação	(4).	
5	 –	 Calcule	 f	 usando	 a	 equação	 (3),	 o	 valor	 de	 r	 encontrado	 em	 (4)	 e	 o	 valor	 de	 γ	mostrado	 na	 tabela	 do	
experimento	anterior.	
6	-	Preencha	os	dados	da	Tabela	1	abaixo.	
	
Tabela	1	–	Resultados	do	líquido	padrão	(água).	𝜸𝑯𝟐𝑶 = ________	;	T	=	______	
	
Água	 No	de	gotas	 Massa	das	
gotas	
(kg)	
Massa	de	
uma	gota	
(kg)	
raio	calcul.		
(m)	
f	
1	 	 	 	 	 	
2	 	 	 	 	 	
3	 	 	 	 	 	
Média±desvio	 	 	 	 	 	
5	
	
5	
	
	
Parte	II	–	Tensão	superficial	de	soluções	de	SDS.	
1	-	Inicialmente,	prepare	as	soluções	indicadas	para	a	sua	bancada	a	partir	das	soluções-estoque	disponíveis	
no	laboratório.	
2	 -	 Pese	um	copinho	e	 coloque	um	pouco	de	amostra	numa	bureta	 (cerca	de	2,5	mL).	Conte	o	número	de	
gotas	em	1,0	mL	de	amostra	deixando	as	gotas	cair	nesse	copinho.	Anotar	a	temperatura.	
OBS.:	Deve-se	gotejar	lentamente	e	proteger	o	sistema	de	correntes	de	ar.	
3	-	Pese	novamente	o	copinho	com	as	gotas	e	calcule	a	massa	de	uma	gota.	
4	-	Repita	o	procedimento	mais	uma	vez.	Lave	a	bureta	com	água	destilada	e	faça	o	experimento	para	outra	
concentração.	
5	-	Complete	a	Tabela	abaixo	de	forma	a	calcular	a	tensão	superficial	como	a	média	de	2	medidas	para	todas	
as	amostras	 (valores	não	distante	de	mais	de	3%).	Tome	o	valor	do	 raio	do	capilar	e	de	 f	do	experimento	
anterior	(parte	I)	
[SDS]	
mmol	L-1	 0,05	 0,1	 0,2	 0,4	 1	 2	 5	 6	 7	 8		
	
8,5	
	
9,0	 1,0	
No	gotas	1	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	
No	gotas	2	 	 	 	 	 	 	 	 	 	
	 	 	 	
Δm	/	kg	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	
6	 -	 Construa	um	gráfico	da	 isoterma	de	Gibbs	de	 γ	 (N.m-1)	 versus	 ln	 [SDS].	 Procure	na	 literatura	 como	é	o	
formato	da	curva	esperada.	Calcule	o	coeficiente	angular	da	porção	intermediária	da	curva.	Determine	a	cmc	
para	o	SDS.	
7	–	Determine	o	excesso	superfícial	através	da	equação	da	isoterma	de	Gibbs.	
8	-	Determine	a	área	(em	Å2)	ocupada	por	uma	molécula	de	SDS.		
9	-	Também,	através	do	gráfico,	determine	o	valor	da	CMC.	
Observação:	 atenção	 à	 aplicação	 das	 unidades	 corretas	 nas	 fórmulas.	 Lembre-se	 que	 1	 J	 =	 1	 N.m.	 O	
coeficiente	angular	do	gráfico	da	Isoterma	de	Gibbs	tem	unidades	de	N.m-1.	
Tópicos	de	estudo:	
1) Tensão	superficial.	
2) Excesso	superficial	e	seu	sinal.	
3) CMC	e	área	ocupada	por	uma	molécula	na	interface.	
6	
	
6	
	
	
EXPERIMENTO	“C”	
TEMA:	DIAGRAMA	DE	FASE	BINÁRIO	E	TERNÁRIO.	
APÓS	O	EXPERIMENTO,	OS	MATERIAIS	UTILIZADOS	DEVEM	ESTAR	LIMPOS!!!!!	
	
Materiais		
Metanol	
Ciclo-hexano	
Acetato	de	etila,	etanol	e	água	destilada;	
10	Tubos	de	ensaio;	
Micropipeta	(1	mL)	e	ponteiras;	
Agitador	de	tubos	(vortex);	
1	buretas	de	25	mL;	
Banho	termostatizado;	
Parte	I)	Procedimento	Experimental	diagrama	de	fase	binário	
1- Numere	ostubos	de	ensaio	e	encher	cada	bureta	com	metanol	e	ciclo-hexano,	respectivamente.	
2- Transferir	as	seguintes	quantidades	de	metanol	e	ciclo-hexano	para	os	tubos,	conforme	Tabela	1.	
Tabela	1.	Resultados	experimentais	
Tubos	 1	 2	 3	 4	 5	 6	 7	
Metanol/ml	 0,5	 1,0	 2,0	 4,0	 6,0	 8,0	 9,0	
Ciclo-Hexano/mL	 9,5	 9,0	 8,0	 6,0	 4,0	 2,0	 1,0	
Temperatura	 	 	 	 	 	 	 	
3	-	Dos	tubos	1	a	7,	avaliar	a	temperatura	em	que	a	turvação	desaparece	entre	metanol	e	ciclo-hexano.	
Tratamento	de	Dados		
1-	Inicialmente,	complete	a	tabela	abaixo	com	a	ajuda	dos	dados	coletados	na	Tabela	1.	Use	as	densidades	dos	
líquidos	puros	para	 transformar	volumes	em	massa,	a	seguir,	em	quantidade	de	matéria	e	calcular	a	 fração	
molar	 (x)	 de	modo	 a	 completar	 a	 seguinte	 Tabela	 2.	Dados:	 d	 (ciclo-hexano)	 =	 0,779	 g	 cm-3,	 d	 (metanol)	 =	
0,792	g	cm-3	.	
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7	
	
Tabela	2	–	Tratamento	dos	dados	experimentais.	
Ciclo-Hexano	 Metanol	
Tubo	 m	/g	 n	/	mol	 x	 m	/	g	 n	/	mol	 x	
1	 	 	 	 	 	 	
2	 	 	 	 	 	 	
3	 	 	 	 	 	 	
4	 	 	 	 	 	 	
5	 	 	 	 	 	 	
6	 	 	 	 	 	 	
7	 	 	 	 	 	 	
2	–	Construir	um	gráfico	da	temperatura	em	que	houve	transição	de	duas	para	uma	fase,	em	função	da	
fração	molar	do	ciclo-hexano,	determinando	a	curva	binodal	ou	curva	de	coexistência.		
3	 –	Compare	 seus	 resultados	 com	Stenland,	 C.	&	Pettitt,	M.	Binary	 –solution	 critical	 opalescence:	Mole	
fraction	versus	temperature	phase	diagram.		Journal	of	Chemical	Education,	J.	Chem.	Educ.,	1995,	72	(6),	p	
560,	conforme	figura	abaixo:	
																																																			 	
	
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8	
	
	
Parte	II)	Procedimento	Experimental	diagrama	de	fase	ternário	
1	-	Numerar	os	tubos	de	ensaio	e	encher	cada	bureta	com	acetato	de	etila,	etanol	e	água,	repectivamente.	
2	-	Transferir	as	seguintes	quantidades	de	água	e	acetato	de	etila	para	os	tubos,	conforme	a	Tabela	3,	realizar	
em	duas	etapas.	
Tabela	3	–	Resultados	experimentais.	
tubos	 1	 2	 3	 4	 5	 6	 7	 8	 9	 10	
Água	/	mL	 1,0	 1,0	 2,0	 2,0	 1,0	 2,0	 2,5	 2,5	 0,4	 0,5	
AcOEt	/	mL	 2,0	 3,0	 1,0	 3,0	 1,0	 1,5	 0,5	 1,5	 6,0	 3,0	
Etanol	/	mL	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	
tubos	 11	 12	 13	 14	 15	 16	 17	 18	 19	 20	
Água	/	mL	 1,0	 3,5	 0,3	 0,5	 0,5	 1,0	 4,0	 0,5	 	 0,4	
AcOEt	/	mL	 3,0	 1,5	 7,0	 3,5	 5,0	 3,5	 0,5	 4,0	 0,4	 	
Etanol	/	mL	 	 	 	 	 	 	 	 	 zero	 zero	
	
3	-	Dos	tubos	1	a	18,	adicionar	etanol	 (0,2	mL)	até	que	a	turbidez	ou	as	duas	fases	presentes	desapareçam.	
Anotar	o	volume	gasto	na	 tabela.	Nos	 tubos	19	e	20	não	 será	adicionado	etanol;	 serão	adicionados	água	e	
acetato	de	etila	até	o	desaparecimento	da	turvação.	
Tratamento	de	Dados		
1	-	 Inicialmente,	complete	a	tabela	abaixo	com	a	ajuda	dos	dados	coletados	na	Tabela	4.	Use	as	densidades	
dos	 líquidos	 puros	 para	 transformar	 volumes	 em	massa,	 a	 seguir,	 em	 quantidade	 de	 matéria	 e	 calcular	 a	
fração	molar	(x)	de	modo	a	completar	a	seguinte	Tabela	4.	Dados:	d	(AcOEt)	=	0,897	g	cm-3,	d	(EtOH)	=	0,789	g	
cm-3	e	d	(H2O)	=	0,997	g	cm-3.	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
9	
	
9	
	
Tabela	4	–	Tratamento	dos	dados	experimentais.	
Água	 Acetato	de	etila	 etanol	
Tubo	 m	/g	 n	/	mol	 x	 m	/	g	 n	/	mol	 x	 m	/g	 n	/	mol	 x	
1	 	 	 	 	 	 	 	 	 	
2	 	 	 	 	 	 	 	 	 	
3	 	 	 	 	 	 	 	 	 	
4	 	 	 	 	 	 	 	 	 	
5	 	 	 	 	 	 	 	 	 	
6	 	 	 	 	 	 	 	 	 	
7	 	 	 	 	 	 	 	 	 	
8	 	 	 	 	 	 	 	 	 	
9	 	 	 	 	 	 	 	 	 	
10	 	 	 	 	 	 	 	 	 	
11	 	 	 	 	 	 	 	 	 	
12	 	 	 	 	 	 	 	 	 	
13	 	 	 	 	 	 	 	 	 	
14	 	 	 	 	 	 	 	 	 	
15	 	 	 	 	 	 	 	 	 	
16	 	 	 	 	 	 	 	 	 	
17	 	 	 	 	 	 	 	 	 	
18	 	 	 	 	 	 	 	 	 	
19	 	 	 	 	 	 	 	 	 	
20	 	 	 	 	 	 	 	 	 	
	
	
	
	
	
10	
	
10	
	
2	–	Utilize	o	gráfico	fornecido	a	seguir	para	montar	o	diagrama	de	fases	(em	fração	molar).	
	
3	-	Compare	o	diagrama	obtido	com	o	da	literatura	(Ex.:		Resa,	J.M.	&	Goenaga,	J.M,	Liquid-Liquid	Equilibrium	
Diagrams	of	Ethanol	+	Water	+(Ethyl	Acetate	or	1-Pentanol)	at	Several	Temperatures	J.	Chem.	Eng.	Data	2006,	
51,	1300-1305).	
4	–	Descreva	como	a	temperatura	afeta	na	separação	de	fases	desse	sistema.	
Tópicos	de	estudo:	
1) Discuta	a	termodinâmica	de	misturas	e	do	mecanismo	de	separação	de	fases.	
2) Qual	o	papel	do	etanol	na	miscibilidade	entre	água	e	acetato	de	etila?	
3) Qual	a	influência	de	álcoois	com	maior	cadeia	sobre	a	separação	de	fase?	Discuta.	
	
0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0
0.0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1.0
0.0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1.0
H2O AcOEt
	
	
EtOH
11	
	
11	
	
EXPERIMENTO	“D”	
TEMA:	ADSORÇÃO	DE	AZUL	DE	METILENO	EM	FIBRAS	DE	ALGODÃO.	
APÓS	O	EXPERIMENTO,	OS	MATERIAIS	UTILIZADOS	DEVEM	ESTAR	LIMPOS!!!!!	
	
Material	
Tubos	de	ensaio;		
02	pipetas	graduadas	de	5,0	mL;		
1	pipeta	graduada	de	10,0	mL,		
Erlenmeyer;	
solução	estoque	de	azul	de	metileno	a	15	mg	L-1;		
tolueno	(conservante);	
tecido	de	algodão	e	água	destilada.	
	
Procedimento	Experimental		
1	-	Preparar	soluções	diluídas	do	azul	de	metileno	a	partir	da	solução	estoque	de	acordo	com	a	Tabela	1.	
Tabela	1	–	Condições	experimentais	para	construção	da	curva	padrão	do	azul	de	metileno,	a	partir	de	uma	
solução	a	15	mg	L-1	
Tubo	 A	 B	 C	 D	 E	 F	 G	 H	 I	
Solução	estoque	(mL)	 0,0	 0,2	 0,5	 1,0	 1,5	 2,0	 2,5	 3,0	 3,5	
Água	destilada	(mL)	 5,0	 4,8	 4,5	 4,0	 3,5	 3,0	 2,5	 2,0	 1,5	
	
2	 –	Realizar	 a	 leitura	da	 solução	“B”	 em	diferentes	 comprimentos	de	onda,	 esta	 etapa	 será	 iniciada	 com	o	
auxílio	do	professor	para	a	utilização	do	espectrofotômetro.	Anote	o	respectivo	valor	de	absorção	para	cada	
comprimento	de	onda.	
3	 -	 Lavar	 a	 cubeta	 com	álcool	 etílico	 para	 a	 remoção	do	 azul	 de	metileno.	 Esta	 etapa	 será	 necessária	 para	
todas	as	medidas	a	seguir.	
4	 -	 Faça	a	 construção	do	gráfico	de	Absorção	vs	 comprimento	de	onda	a	partir	dos	dados	obtidos.	A	partir	
deste,	escolha	dois	valores	diferentes	de	 l	 e	 realize	a	 leitura	das	 soluções	preparadas	a	partir	da	Tabela	1.	
Monte	um	gráfico	de	Absorção	(l)	vs	Concentração	de	azul	de	metileno.			
5	 -	Pese	um	pedaço	de	algodão	 (~0,5	g)	em	um	erlenmeyer	e	anote	exatamente	a	massa	pesada.	Adicione	
50,0	mL	de	solução	de	azul	de	metileno	conforme	a	Tabela	2.	
	
	
12	
	
12	
	
Tabela	2	–	Soluções	a	serem	utilizadas	de	azul	de	metileno	em	algodão	e	respectivas	massas	de	algodão.	
Frasco	 1	 2	 3	 4	 5	 6	 7	
Concentração	(mg	L-1)	 5	 10	 15	 20	 30	 40	 50	
Massa	do	algodão	(g)	 	 	 	 	 	 	 	
	
6	 -	Agite	por	um	minuto,	adicione	2	gotas	de	tolueno	(conservante),	 tampe,	etiquete	 (concentração,	dia	da	
semana	 e	 horário	 da	 turma)	 e	 deixe	 em	 repouso	 por	 uma	 semana	 em	 ambiente	 livre	 da	 luz.	 Repita	 o	
procedimento	para	as	outras	concentrações.	
Semana	2	
1	-	Retire	±10,0	mL	das	soluções	preparadas	na	aula	anterior,	coloque	em	tubos	de	ensaio	e	meça	o	valor	da	
absorbância	das	mesmas,	nos	comprimentos	de	onda	escolhidos	na	semana	anterior	(item	4).	
2	 -	Através	da	equação	da	reta	encontrada	no	 item	3,	calcule	a	concentração	das	amostras,	preenchendo	a	
Tabela	3.	As	muito	concentradas,	ou	seja,	que	apresentarem	valores	de	absorbância	maiores	que	1,0,	devem	
ser	diluídas.	A	sugestão	é	fazer	diluição	1:10	e	assinalar	tais	amostras	com	*.	
Tabela	3	–	Resultados	experimentais.	
Frasco	 1	 2	 3	 4	 5	 6	 7	
Absorbância	 	 	 	 	 	 	 	
Conc.	Eq.	(mol	L-1)	 	 	 	 	 	 	 	
Massa	algodão	(g)	 	 	 	 	 	 	 	
nads	(mol/g)	 	 	 	 	 	 	 	
	
3	-	Determine	a	quantidade	de	azul	de	metileno	adsorvido.	Para	isso,	basta	subtrair	da	concentração	original,	
o	valor	encontrado	no	item	anterior.	
4	-	Calcule	a	área	superficial	específica	da	fibra	de	algodãosabendo-se	que	σ	=	197,2	Å	2	e	M	=	319,5	g	mol-1	
para	o	azul	de	metileno.	
TÓPICOS	DE	ESTUDO	PARA	O	PÓS-LABORATÓRIO	
1. Isotermas	de	Langmuir;	
2. Processos	adsortivos	sobre	substratos	sólidos;	
3. Construção	de	gráficos	e	estudo	sobre	os	coeficientes	angular	e	linear.	
4. Fatores	termodinâmicos	de	adsorção.	
	
13	
	
13	
	
EXPERIMENTO	“E”	
TEMA:	ADSORÇÃO	DE	HAc	EM	CARVÃO	ATIVO.	
APÓS	O	EXPERIMENTO,	OS	MATERIAIS	UTILIZADOS	DEVEM	ESTAR	LIMPOS!!!!!	
Materiais	
4	erlenmeyers	de	125	mL;		
1	bureta	de	25	mL;		
1	espátula;	
agitador	magnético	e	barra;	
1	proveta	50	mL;		
funil	e	papel	filtro;	
4	balões	volumétricos	de	100	mL;	
Solução	 de	 ácido	 acético	 (solução	 estoque,	 0,5	 mol	 L-1,	 anotem	 o	 valor	 da	 concentração	 padronizado);	
soluções	de	hidróxido	de	sódio	0,01	e	0,1	mol	L-1	(idem	anterior),	fenolftaleína	e	carvão	ativo.	
Obs.:	–	O	processo	de	ativação	do	carvão	consiste	no	aquecimento	do	mesmo	em	estufa	a	200oC	durante	1,5	
horas.	
	
Procedimento	Experimental	
1	–	Preparem,	em	balões	volumétricos,	as	soluções	diluídas	de	ácido	acético	a	partir	da	solução	estoque,	de	
acordo	 com	a	 Tabela	 1	 (em	 três	 etapas,	 os	 balões	 devem	 ser	 lavados	 e	 reutilizados	 para	 realizar	 as	 outras	
soluções).	Não	se	esqueça	de	completar	o	volume	com	água	destilada	e	de	calcular	o	valor	da	concentração	
das	soluções	diluídas.	
2	–	Pese	diretamente	nos	erlenmeyers	aproximadamente	0,5	gramas	de	carvão	ativo	(ANOTEM	EXATAMENTE	
A	MASSA	EMPREGADA).	Adicione	a	respectiva	solução	de	HAC.		
3	–	Mantenha	as	misturas	acima	em	agitação	por	15	minutos.		
4	–	Filtre	as	misturas	(funil	+	papel	de	filtro)	e	descarte	os	10	mL	iniciais	como	precaução	contra	adsorção	do	
ácido	pelo	papel	de	filtro.		
5	–	Retire	alíquotas	de	10	mL	do	filtrado	em	erlenmeyer,	adicione	aproximadamente	30	mL	de	água,	2	gotas	
de	 fenolftaleína	 e	 titule	 com	 solução	 padronizada	 de	 NaOH.	 Repita	 o	 procedimento	 2	 vezes.	Não	 lavar	 a	
vidraria	com	sabão!	
6	–	Preencha	a	Tabela	1	e	use	os	dados	experimentais	para	construir	as	isotermas	de	Langmuir	e	Freundlich.		
7	–	Calcule	a	área	superficial,	em	m2	g-1,	de	carvão	ativo.	Assuma	que	a	molécula	do	ácido	acético	possui	
uma	área	igual	a	21	Å2.	
	
	
	
14	
	
14	
	
Tabela	1	–	Condições	experimentais	
Sistema	(HAc	/	carvão)		 1	 2	 3	 4	 5	 6	
Solução	estoque	(mL)	 25,0	 20,0	 15,0	 10,0	 5,0	 3,0	
Massa	de	carvão	ativo	(g)	 	 	 	 	 	 	
[HAc]	inicial		(mol.L-1)	 	 	 	 	 	 	
Vol.	médio	de	NaOH	gasto	(mL)	 	 	 	 	 	 	
[HAc]	equilíbrio		(mol.L-1)	 	 	 	 	 	 	
n	ads		(mol.g-1)	 	 	 	 	 	 	
	
TÓPICOS	DE	ESTUDO	PARA	O	PÓS-LABORATÓRIO	
1. Isotermas	de	Langmuir	e	Freundlich;	
2. Processos	adsortivos	sobre	substratos	sólidos;	
3. Construção	de	gráficos	e	estudo	sobre	os	coeficientes	angular	e	linear.	
4. Fatores	termodinâmicos	de	adsorção.	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
15	
	
15	
	
EXPERIMENTO	“F”	
TEMA:	ENERGIA	LIVRE	DE	SUPERFÍCIE	DE	SÓLIDOS	
APÓS	O	EXPERIMENTO,	OS	MATERIAIS	UTILIZADOS	DEVEM	ESTAR	LIMPOS!!!!!	
	
INTRODUÇÃO	
	 Devido	 à	 tensão	 superficial	 a	 água	 se	 comporta	 como	 se	 tivesse	 uma	 membrana	 elástica	 em	 sua	
superfície.	Este	fenômeno	pode	ser	observado	em	quase	todos	os	líquidos,	e	é	o	responsável	pela	forma	
esférica	 de	 gotas	 ou	 bolhas	 do	 líquido.	 A	 razão	 é	 que	 as	 moléculas	 de	 água	 interagem	 muito	 mais	
fortemente	 com	suas	vizinhas	do	que	com	as	moléculas	do	ar,	na	 interface.	As	moléculas	que	estão	no	
interior	 da	 gota,	 por	 exemplo,	 interagem	 com	outras	moléculas	 em	 todas	 as	 direções;	 as	moléculas	 da	
superfície,	por	outro	lado,	interagem	somente	com	moléculas	que	estão	nas	suas	laterais	ou	logo	abaixo.	
Este	 desbalanço	 de	 forças	 intermoleculares	 faz	 com	 que	 estas	moléculas,	 da	 superfície,	 sejam	 atraídas	
para	o	 interior	do	 líquido.	Para	 se	 remover	estas	moléculas	da	 superfície	é	necessário	 certa	quantidade	
mínima	de	energia	-	a	tensão	superficial.	Para	a	água,	isto	corresponde	a	72,75	mN.m-1,	a	20	oC.		
	 Quando	 se	 tem	 uma	 gota	 de	 fluido	 em	 contato	 com	um	 sólido	 e	 num	meio	 de	 vapor,	 o	 ângulo	 de	
contato	da	 interface	 líquida	depende	apenas	das	propriedades	 físicas	dos	 três	meios	de	contato	 (sólido,	
líquido	e	fluido),	sendo	independente	do	formato	do	recipiente	e	da	gravidade.		
	 A	 Figura	 	 mostra	 o	 comportamento	 de	 uma	 gota	 sobre	 uma	 superfície	 que	 apresenta	 alta	
molhabilidade	 (θ	 =	 0),	 molhabilidade	 média	 (π	 <	 θ	 <0)	 e	 sem	 molhabilidade	 (θ	 =	 π).	 Para	 líquidos	
molhantes,	as	forças	de	coesão	(forças	líquido-líquido)	são	menores	que	as	forças	de	adesão	(forças	sólido-
líquido).	 Em	 líquidos	 não	 molhantes,	 o	 oposto	 ocorre.	 É	 evidente	 que,	 se	 as	 forças	 de	 campo	
(gravitacionais,	 por	 exemplo)	 que	 agem	no	 sistema	 são	 pequenas,	 o	 formato	 das	 gotas	 se	 aproxima	de	
uma	esfera,	com	contato	com	a	superfície	em	apenas	um	ponto,	ou	seja,	com	um	ângulo	de	contato	que	
se	aproxima	de	180o.	
																																									 	
	
16	
	
16	
	
1ª	parte	–	Comparação	do	espalhamento	de	líquidos	em	sólidos.	
	 Para	entender	as	características	físicas	de	um	líquido	como	tensão	superficial,	ação	capilar,	curvatura	
dos	meniscos,	viscosidade,	miscibilidade	é	preciso	entender	as	interações	moleculares	denominadas	forças	
de	coesão	(formato	arredondado)	e	forças	de	adesão	(maior	espalhamento).	
	
PROCEDIMENTO	EXPERIMENTAL	
1	–	Lavar	com	detergente,	água	de	torneira	e	água	destilada	a	placa	de	vidro.	Secar	com	papel	toalha.	
2	–	Coloque	gotas	de	água,	metanol,	butanol	e	dodecil	sulfato	de	sódio	e	ordene	as	amostras	de	acordo	
com	o	grau	de	espalhamento:		
_____________<_____________<_____________<_____________	
	
2a	 parte	 -	 Determinação	 da	 energia	 livre	 de	 superfície	 total,	 bem	 como	 os	 componentes:	 polar	 e	
dispersivo	da	energia	livre	de	superfície.		
	 Utilize	como	referência	a	metodologia	de	conforme	artigo:	Vicente,	C.M.S.;	André,	P.S.;	Ferreira,	R.A.S.	
Simple	measurement	of	surfasse	free	energy	using	a	web	cam.	Revista	Brasileira	de	Ensino	de	Física,	v.	
34,	n.	3,	p.	3312-3315.	(ANEXO	1)	
	 Os	 experimentos	 serão	 determinados	 sobre	 uma	 superfície	 de	 vidro,	 utilizando	 DOIS	 dos	 seguintes	
solventes:	
Tabela)	Tensão	superficial	 (𝛾)	(mN/m),	o	componente	polar	(𝛾!!)	e	dispersivo	(𝛾!!) em	mN/m,	a	25	oC.	
Liquido	 Tensão	Superficial	(𝛾)	 𝛾!!	 𝛾!! 	
Água	 72,10	 52,20	 19,90	
Acetona	 25,20	 3,10	 22,10	
Etanol	 22,10	 4,60	 17,50	
Glicerol	 62,70	 41,50	 21,20	
Isopropanol	 23,00	 3,50	 19,50	
Metanol	 23,70	 7,00	 16,70	
n-Propanol	 23,70	 2,90	 20,80	
Tolueno	 28,50	 1,32	 27,18	
	
	
	
17	
	
17	
	
ANEXO	1)	ARTIGO	RELATÓRIO	EXPERIMENTO	F	
	
18	
	
18	
	
	
19	
	
19	
	
	
20	
	
20	
	
	
21	
	
21	
	
	
22	
	
22	
	
	
ANEXO	2)	COMPOSIÇÃO	DO	RELATÓRIO	
	
Relatório	(Peso	2,0)	
Itens	obrigatórios	do	relatório:	
n Capa	(1	página)	
n Introdução	(2	páginas)	
n Objetivos	geral	e	específicos	(1	página)	
n Material	e	métodos	(até	duas	páginas)	
n Resultados	
n Discussão	
n Conclusão	
n Referências	(ao	menos	três	referências	bibliográficas)