Peliculas Superficiais Insoluveis aula 4

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Películas Superficiais Insolúveis
Espalhamento de um líquido sobre outro
- Imaginemos uma fase líquida α (superfície plana);
- Se colocarmos sobre a superfície plana uma gota de outro líquido,
β:
1) Dissolução da fase β na fase α – tensão interfacial, γαβ, negativa;
2) Espalhamento da fase β sobre a fase α na forma de uma camada
ou gotículas lentiformes
- Tensão de espalhamento ou coeficiente de espalhamento de β
sobre α:   
- Exemplo:
A 293K, as tensões superficiais da água e do benzeno são,
respectivamente, 72,75 e 28,9 nM·m-1, e a tensão interfacial entre os
líquidos puros é igual a 35,0 nM·m-1. Qual é o coeficiente de
espalhamento do benzeno sobre a água?
Ɛβα = 72,75 – 28,9 – 35,0 = 8,9 nM·m
-1
O valor positivo de Ɛβα indica que o espalhamento do benzeno sobre a
água é espontâneo.
- Ao colocarmos o benzeno puro em contato com a água, inicialmente
ele se espalha, formando uma monocamada contínua;
- À medida que a água e o benzeno vão se misturando, altera-se a
relação entre as tensões interfaciais;
- A fase benzênica se redistribui em gotículas.
Películas superficiais insolúveis:
- Quando uma substância solúvel se adsorve na superfície de um
solvente: formação de uma película superficial.
- Uma determinada molécula da substância adsorvida poderá
encontrar-se ora no interior da solução, ora na superfície;
- As películas formadas por substâncias solúveis não são completas no
sentido de recobrirem a superfície inteira;
- Nessa região, ao lado de moléculas adsorvidas, aparecem também
moléculas dissolvidas;
- Podemos obter películas superficiais insolúveis dissolvendo uma
substância tensoativa (ácido graxo de cadeia longa) em um solvente
orgânico volátil;
- Espalhando a solução obtida sobre água, o solvente volátil se
evapora;
- As moléculas de ácido graxo insolúveis permanecem na superfície da
água;
- O grupo hidrofílico COOH será orientado para o interior da fase
aquosa;
- A cadeia carbônica hidrofóbica se orienta para fora do líquido;
- O espalhamento se dá até que se forme uma película monomolecular
ou monocamada.
Pressão interfacial:
- Entre as moléculas presentes na monocamada ocorrem vários tipos
de interação – a principal é a repulsão;
- Em virtude dessa repulsão, a tensão superficial sofre um abaixamento;
- Se a diminuição da tensão superficial é devida à repulsão entre as
moléculas, ela pode ser medida pela resistência que a camada opõe a
uma compressão lateral;
- Essa resistência: pressão de superfície ou pressão interfacial.
- Barreira fixa em A que
flutua na superfície da
água, suspensa por
um fio de torção;
- A película encontra-se
sobre a superfície
limitada por A e outra
barreira B (móvel);
- A área disponível para
a película pode ser
variada deslocando-se
B em direção a A;
- A pressão exercida pela película sobre a barreira flutuante enquanto B
avança, comprimindo a película, é medida pelo fio de torção;
- A pressão medida é a pressão interfacial;
- A presença de uma película confere à superfície certa elasticidade.
Estado físico das monocamadas:
1) Estado gasoso:
- A área à disposição da molécula é grande em comparação com a área
realmente ocupada pela molécula;
- A adesão lateral entre as moléculas é desprezível;
- A película pode ser expandida sem sofrer mudanças de fase.
2) Estado líquido:
- Entre as moléculas de uma película no estado líquido existem forças
de coesão;
- A área disponível para cada molécula ainda é superior ao diâmetro
molecular – a estrutura dessas partículas não é inteira e rigidamente
organizada;
- Dois tipos de película no estado líquido:
a) Películas líquidas expandidas: exibem compressibilidade maior do
que a fase líquida – a pressões baixas, podem sofrer transição para o
estado gasoso;
- Compostos de cadeia longa que possuem grupos intensamente
polares: ácidos, álcoois, amidas, etc.
b) Películas líquidas condensadas: apresentam compressibilidade
baixa;
- Podem ser consideradas semi-sólidas;
- Álcool cetílico.
3) Estado sólido:
- Películas bastante rígidas;
- Ácido esteárico sobre água.
Evaporação através de monocamadas:
- As monocamadas afetam a velocidade de evaporação do líquido que
cobrem, diminuindo-a;
- Procura-se inibir a perda de água de reservatórios de superfície livre;
- Exemplo: monocamada de álcool cetílico – redução da velocidade de
evaporação até da ordem de 40%;
- Outras substâncias empregadas: palmitato de etila, estearato de etila.
Ácido esteárico;
Dissolução de monocamadas:
- Quando a substância tensoativa não é completamente imiscível com o
líquido, a monocamada vai se dissolvendo com o decorrer do tempo;
- Tratamento químico adequado – torna a película solúvel;
- Difusão do material da superfície para o seio da fase líquida.
Multicamadas:
- Quando uma película monomolecular é suficientemente comprimida
sobre a superfície da água, pode ocorrer o colapso da película, com a
consequente formação de multicamadas;
- Diminuindo a compressão sobre a película, pode ocorrer a transição
no sentido inverso, isto é, formação de monocamada;
- No caso de algumas películas, a volta da monocamada mediante
expansão, não se verifica;
- Camadas de adsorção múltipla: interfases líquido-gás e líquido-
líquido.