Interfase liquido liquido e liquido solido aula 3

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Interfase líquido-líquido
- As considerações feitas para a interfase líquido-gás podem ser
estendidas à interfase líquido-líquido;
- As interfases líquido-líquido são formadas quando se colocam em
contato dois líquidos α e β imiscíveis, ou parcialmente miscíveis entre si;
- Uma molécula que se encontra na interfase estará submetida, de um
lado, à força de atração das moléculas da fase α, e do outro lado, à força
de atração das moléculas da fase β;
- As duas forças de atração atuarão em sentidos opostos, neutralizando-se
parcialmente – a TENSÃO INTERFACIAL apresentará valor intermediário
às tensões superficiais individuais.
- Exemplo: água e benzeno (20ᵒC)
- Tensão interfacial: 35 mN·m-1
- Tensão superficial da água: 72,75 mN·m-1
- Tensão superficial do benzeno: 28,9 mN·m-1
- Quando um líquido possuir moléculas com grupos polares, e outro líquido for a
água (polar), haverá uma interação forte entre os dois tipos de moléculas;
- Ocorrerá acúmulo de moléculas do líquido na interfase;
- As moléculas também se orientarão de modo que a extremidade polar se situe
junto à fase aquosa;
- Em consequência: tensão interfacial apresentará valor menor a ambas as tensões
superficiais.
- Para duas soluções em equilíbrio:      
γαβ = tensão interfacial no equilíbrio entre duas soluções imiscíveis α e β
γα(β) = tensão superficial das soluções saturadas de β em α
γβ(α) = tensão superficial das soluções saturadas de α em β
- Quando a tensão interfacial é nula ou negativa: os dois líquidos são
completamente miscíveis entre si.
Adesão e coesão:
- Há atração entre as moléculas de duas fases líquidas em contato entre si;
- É necessário realizar trabalho para separar as duas fases;
- O trabalho é referido à área unitária – trabalho de adesão;
- Quando se destrói uma interface líquido-líquido: duas interfaces líquido-ar são
formadas (uma para cada fase líquida):   a
τa = trabalho de adesão
- O trabalho, τc , envolvido para separar em duas partes uma coluna de área unitária
do mesmo líquido – trabalho de coesão;
- São produzidas duas superfícies líquido-ar, cada uma de área unitária:  2c
τc = trabalho de coesão
- O trabalho de adesão é relativamente alto no caso de interfaces
formadas pela água e líquidos polares.
Importância biológica e médica da tensão interfacial:
- O abaixamento da tensão superficial: favorece a cultura de tecidos
embrionários e cancerosos; dificulta o crescimento de pneumococos,
estreptococos, bacilos tíficos, etc;
- A permeabilidade de membranas depende da tensão interfacial: o
transporte através de uma membrana só é possível se um líquido molhar as
paredes da membrana de um lado – e do outro lado, um líquido com o qual
o componente transportado seja miscível (γαβ ≤ 0)
- A digestão de gorduras pela lipase – abaixamento da tensão interfacial
(ação da bile);
- Fenômeno da capilaridade – transporte de seiva nos vegetais.
Interfase líquido-sólido
Superfícies sólidas:
- As partículas que compõem uma fase sólida encontram-se em posições
praticamente fixas;
- As propriedades interfaciais devidas à mobilidade das partículas não se
observam no caso de sólidos;
- Admite-se que apenas átomos vizinhos mais próximos interagem – quando
um átomo se desloca, algumas ligações são rompidas;
- As estruturas de interfases sólidas pode ser estudada por vários métodos:
espectroscopia no infravermelho, ressonância magnética nuclear, ressonância
paramagnética eletrônica, microscopia óptica e eletrônica;
- As interações que ocorrem na interfase líquido-sólido apresentam
importância em fenômenos diversos: adesão, lubrificação, detergência,
catálise heterogênea, corrosão e pintura.
Trabalho de adesão entre sólidos e líquidos – ângulo de contato:
- Colocando-se uma gota de um líquido sobre uma superfície sólida:
- o líquido pode espalhar-se inteiramente sobre a superfície sólida
ou;
- permanecer em forma de gota.
- A gota pode assumir formas à medida que decresce a capacidade do líquido
de molhar a superfície sólida.
- A equação que nos dá o trabalho de adesão de dois líquidos imiscíveis,
também é aplicada à interfase sólido-líquido:
LSASALLS  
L = fase líquida
S = fase sólida
A = ar
Equação de Young:   cos1 ALLS
θ = ângulo de contato
θ = 0; cos θ = 1: o líquido se espalha pela superfície sólida
θ = 180ᵒ; cos θ = -1: não há adesão entre as duas fases 
Fatores que afetam os ângulos de contato:
• Agentes umectantes:
- Materiais tensoativos – o espalhamento da água sobre uma superfície é
consideravelmente favorecido;
- Banhos de imersão para ovinos e bovinos, aplicação de inseticidas e outros
sprays na horticultura, indústria têxtil.
- Bons agentes umectantes: substâncias tensoativas não-iônicas, di-n-
octilsulfossucinato de sódio (Aerosol OT) – forma molecular muito irregular.
• Repulsão da água:
- É o inverso do fenômeno anterior;
- Produtos têxteis são impermeabilizados revestindo os fios com um
material que tem elevado ângulo de contato;
- Ceras, derivados do petróleo, asfalto, sabões de metais polivalentes e
silicones.
• Detergência:
- Remoção de impurezas sobre superfícies sólidas por meios químicos;
- Sabões – constituídos normalmente pelos sais de sódio ou potássio de
diversos ácidos carboxílicos de cadeia longa;
- Obtidos através da saponificação de glicerídeos, tanto óleos como
gorduras, por ação de NaOH ou KOH;
- Subproduto: glicerol;
- Excelentes detergentes;
- Desvantagens:
1) Não funcionam bem em soluções ácidas – formação de ácido graxo
insolúvel;
2) Formam precipitados insolúveis – espuma com Ca 2+ e Mg 2+ existentes na
água dura.
- Substituto do sabão: detergentes sintéticos – alquilsulfatos,
alquilarilsulfonatos, derivados não-iônicos de óxido de polietileno.
• Mecanismos da detergência:
1) Umedecimento:
- Melhor ação de umedecimento: espécies C8;
- Espécies de cadeia mais longa são mais tensoativas – difusão mais rápida,
maior adsorção.
2) Remoção das impurezas:
- O detergente tem função de diminuir a tensão superficial entre a
superfície e a sujeira – facilita a saída da partícula de sujeira – remoção por
agitação mecânica;
- O aumento da temperatura tem efeito acentuado sobre o efeito do
detergente;
- Melhores detergentes: adsorvem nas interfases sólido-água e impureza-
água;
- Formação de espuma: adsorção ar-água – NÃO indica a eficiência do
detergente.
Adsorção em solução:
- Importância:
- modificação da superfície sólida;
- remoção de materiais indesejáveis da solução;
- cromatografia
Isotermas de adsorção:
- Representação gráfica da quantidade de soluto adsorvida numa dada
temperatura por unidade de massa de adsorvente, contra a concentração de
equilíbrio;
- Solutos polares serão adsosrvidos fortemente quando estiverem em
solventes apolares (baixa solubilidade); e fracamente quando em solventes
polares (alta solubilidade).