Aula Prática Determinação da tensão superficial

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PRÁTICA – DETERMINAÇÃO DA TENSÃO SUPERFICIAL 
1. Introdução 
 
 Uma propriedade característica dos líquidos é possuir uma superfície plana 
bem definida, o que os distingue dos gases. Uma medida da rigidez do filme que 
parece cobrir a superfície líquida é a tensão superficial, a tendência das moléculas 
da superfície serem puxadas para dentro. Quanto maior a tensão superficial, mais 
rijo parece ser o filme da superfície. 
 A tensão superficial surge das forças intermoleculares, portanto, 
precisamos conseguir relacionar esta propriedade da matéria às propriedades de 
moléculas individuais. 
 A superfície de um líquido é suave porque as forças intermoleculares 
tendem a puxar as moléculas juntas e para dentro. Podemos esperar que líquidos 
compostos de moléculas com forças intermoleculares altas tenham tensões 
superficiais altas, porque o “puxão” para o interior será forte. Na verdade a tensão 
superficial da água é, aproximadamente, três vezes maior que a maioria dos 
líquidos comuns por causa de suas ligações de hidrogênio fortes. 
As forças intermoleculares de atração que atuam no líquido fazem que 
exista uma diferença de energia entre as moléculas do interior do líquido, atraídas 
em todas as direções pelas moléculas vizinhas, e aquelas da superfície, atraídas 
apenas para o seio da massa líquida. As moléculas da superfície têm, portanto, 
um maior conteúdo de energia que as internas. Assim, para aumentar a superfície 
do líquido, ou seja, trazer moléculas do interior para a superfície é necessária a 
realização de trabalho. 
O trabalho exigido para o aumento unitário de área o líquido é denominado 
trabalho superficial específico e seu valor e dimensão é igual à tensão superficial (
). 
A tensão superficial é representada pela letra gama () e expressa em N.m-1 
ou dina.cm-1. 
A medida da tensão superficial é feita com a utilização do Tensiômetro de 
Lecomte Du Nouy (Figura 1). 
O tensiômetro de Lecomte Nouy utiliza para medidas o “princípio do 
aumento de área superficial”. O aparelho nos dá diretamente na escala do Vernier, 
a energia necessária para aumentar a superfície do líquido de 1cm2, o que é 
justamente a tensão superficial. 
O tensiômetro é basicamente uma balança de torsão. 
A alavanca (7) do aparelho tem em uma de suas extremidades um 
dispositivo de imersão no líquido a ensaiar que consta de um anel de platina 
suspenso por uma alça (8) na alavanca. Na outra extremidade da alavanca passa 
o fio de torsão que está ligado a um ponteiro (2) que corre sobre uma escala 
numérica (Vernier) (4). 
A alavanca movimenta-se em frente a um visor (6) onde se acompanha a 
posição relativa da mesma. 
 
 
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Da base do aparelho sai um braço que sustenta uma plataforma de altura 
variável, ajustável através dos parafusos (11 e 12), onde se apoia o recipiente de 
vidro contendo o líquido. 
Na base do tensiômetro existem dois parafusos (5) para nivelamento do 
sistema. 
 
 
 
Figura 1 – Representação esquemática do Tensiômetro de Lecomte Du 
Nouy. 
 
Este trabalho prático tem como objetivo determinar a tensão superficial de 
vários líquidos utilizando o tensiômetro de Lecomte Du Nouy (com a temperatura e 
o seu grau de associação). 
 
 
 
3 
 
2. Materiais e Reagentes 
 
 Tensiômetro de Lecomte Du Nouy 
 termômetro 
 2 béqueres de 50 mL 
 água destilada 
 acetona 
 álcool etílico absoluto 
 1 - propanol 
 n - hexano 
 ciclo – hexano 
 papel absorvente 
 
3. Procedimento experimental 
 
 Montar o aparelho sobre uma superfície plana e nivelar com os parafusos (5). 
Cuidadosamente colocar o anel de platina, limpo e seco, na extremidade da 
alavanca (7). 
 Colocar o ponteiro da escala (2) na posição zero (4) por meio do parafuso (3) e 
a alavanca (7) na posição de equilíbrio, posição intermediária do visor (6) com 
o auxílio do parafuso (1). 
 Adicionar o líquido, iniciando com a água, ao recipiente de vidro e este é 
colocado sobre a plataforma (9) cuja altura é ajustada com o auxílio dos 
parafusos (10 e 11), não permitindo que o anel entre em contato com a água. 
 Em seguida, usando o parafuso (12) elevar a plataforma, lentamente, até que o 
anel mergulhe no líquido cerca de 5 mm. A imersão do anel na água fará com 
que a alavanca (7) saia da posição de equilíbrio. 
 Com muito cuidado, abaixe a plataforma por meio do parafuso (12) até que a 
alavanca retorne à posição de equilíbrio. Este será o ponto de partida para a 
medida! 
 Movimentar, simultaneamente, os parafusos (12) e (3) abaixando a plataforma 
(9) e girando o ponteiro da escala (2) fazendo com que a alavanca (7) fique na 
posição de equilíbrio, até que o círculo de platina se destaque da superfície da 
água. 
 A leitura, na escala Vernier, no momento da liberação do anel da superfície é a 
tensão superficial da água na temperatura considerada. Anotar o valor lido. 
 Ler a temperatura da água no próprio frasco imediatamente após a leitura da 
tensão superficial e anotar. 
 Antes de iniciar uma nova leitura, retirar, cuidadosamente, o anel metálico, 
secá-lo com papel absorvente e colocá-lo no lugar. 
 Repetir este procedimento 5 vezes para cada líquido. 
 Lavar e secar o recipiente e, em seguida, repetir todo o procedimento com os 
solventes orgânicos. 
 
 
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 Cada grupo deve medir a tensão superficial da água e de um solvente 
orgânico. 
 
4. Apresentação e discussão dos resultados 
 
4.1 – Preencher a Tabela 1 com os valores de tensão superficial obtidos 
experimentalmente. 
 
TABELA 1: Valores de tensão superficial dos líquidos. 
grupo Líquidos medidas de tensão superficial / dina. cm-1 
1a 2a 3a 4a 5a 
I Água 
 Acetona 
II Água 
 n –hexano 
III Água 
 Ciclohexano 
IV Água 
 Etanol 
V Água 
 1 – propanol 
 
4.2 – Calcular o valor  médio para cada líquido, o desvio médio e o erro 
(%), em relação aos valores de tensão superficial esperados (ver apêndice), 
anotar os valores encontrados na tabela 2. 
 
TABELA 2: Valores de tensão superficial dos líquidos estudados. 
grupo Líquidos 
(
m 
_ ) dina.cm-1 tabelado/ dina.cm
-1 E% 
I Água 
 Acetona 
II Água 
 n –hexano 
III Água 
 Ciclohexano 
IV Água 
 Etanol 
V Água 
 1 – propanol 
 
4.3 – Discutir os valores de tensão observados considerando as diferenças 
estruturais e interações intermoleculares nos líquidos. 
 
 
 
 
 
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ANEXO 1: VALORES DE TENSÃO SUPERFICIAL REGISTRADOS NO 
HANDBOOK 
 
TABELA 3: Valores de tensão superficial de alguns líquidos em uma temperatura 
considerada. 
Líquido Temperatura / ºC  / dina . cm-1 
Água 18 73,05 
Acetona 20 23,70 
n-hexano 20 18,43 
Ciclohexano 20 25,50 
Etanol 20 22,75 
1-propanol 20 23,78