Relatorio: tensão superficial

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TENSÃO SUPERFICIAL
1- INTRODUÇÃO
As moléculas do estado líquido experimentam fortes forças atrativas
intermoleculares. Quando estas forças são entre moléculas do mesmo tipo, elas são
chamadas de forças coesivas. Podemos observar essa coesão em uma gota de água
sobre uma superfície, formando uma espécie de película resistente, pois as moléculas
estão fortemente aderidas umas às outras. Quando as forças atrativas são entre
moléculas diferentes, elas são chamadas de forças adesivas.
Tensão superficial é um efeito físico que ocorre na interface entre duas fases
químicas. A tensão superficial faz com que a camada superficial de um líquido venha
a se comportar como uma membrana elástica. Esta propriedade é causada pelas forças
de coesão entre moléculas semelhantes, cuja resultante vetorial é diferente na
interface.
A tensão superficial da água é resultado das ligações de hidrogênio, que são
forças intermoleculares causadas pela atração dos hidrogênios de determinadas
moléculas de água (que são os pólos positivos H+ com os das moléculas vizinhas que
são pólos negativos O-). No entanto, a força de atração das moléculas na superfície da
água é diferente da força que ocorre entre as moléculas abaixo da superfície. Isso
ocorre porque essa última apresenta atração por outras moléculas de água em todas as
direções: para cima, para baixo, para a esquerda, para a direita, para frente e para trás.
Isso significa que elas se atraem mutuamente com a mesma força.
Já no que dizem respeito às moléculas da superfície, elas não apresentam
moléculas acima delas, portanto suas ligações de hidrogênio se restringem às
moléculas ao lado de baixo. Essa desigualdade de atrações na superfície cria uma
força sobre essas moléculas e provoca a contração do líquido, causando a chamada
tensão superficial, que funciona como uma fina camada, película, ou como se fosse
uma fina membrana elástica na superfície da água.
A noção de tensão superficial aplica-se também à superfície de separação entre
duas substâncias quaisquer, sendo então denominada tensão interfacial. 
O método da gota é, talvez, o mais convenientemente correto para se medir a
tensão superficial de um gás-líquido ou líquido-líquido (interface). O procedimento é
formar gotas do líquido no fim de um tubo, permitindo a queda dentro de um
recipiente até que o suficiente tenha sido coletado, assim o peso da gota pode ser
determinado corretamente.
2- OBJETIVO
O objetivo da aula é calcular a tensão superficial através do uso do método do
peso da gota.
3- METODOLOGIA
3.1 MATERIAIS UTILIZADOS
Substâncias utilizadas:
Água destilada;
Álcool etílico;
Acetona.
Materiais:
Becker;
Pipeta;
Balança analítica;
Termômetro;
Erlenmeyer;
Bureta;
Suporte.
3.2 Procedimento Experimental
• Pipeta
A pipeta foi mantida na vertical com o auxílio de um suporte. Iniciou-se
lavando a pipeta com água destilada e colocou-se nela um volume indefinido de água.
Pingou-se 20 gotas em um Becker seco e pesou-se na balança analítica. Fez-se o
procedimento duas vezes e tirou-se a média das massas. Todo o procedimento foi
repetido para o álcool etílico e a acetona, sempre lavando a pipeta com a substância a
ser utilizada.
• Bureta
Assim como a pipeta, a bureta foi mantida em posição vertical com auxílio de
um suporte e também lavou-se a bureta com água destilada e colocou-se nela um
volume indefinido de água. Ajustou-se a ‘torneira’ da bureta com a intenção de formar
gotas e manteve-se a torneira na mesma posição para garantir que as gotas fossem
equivalentes. Pingou-se 20 gotas em um becker seco e pesou-se. Fez-se o
procedimento duas vezes e tirou-se a média das massas. Todo o procedimento foi
repetido para o álcool etílico e a acetona, sempre lavando a bureta com a substância a
ser utilizada.
4- RESULTADOS E DISCURSSÃO
Temperatura Ambiente Inicial:
Temperatura Ambiente Final:
Quadro 1 – Anotação experimental – PIPETA.
Substância Massa de
20 gotas
(g) - 1ª
medição
Massa de
20 gotas
(g) - 2ª
medição
Média
das
massas
em
gramas
Massa
de 1 gota
ɣ
(dinas/cm)
Tensão
superficial
Água
destilada
1,2236 1,2452 1,2344 0,0617
Solução de
NaCl 5
1,2685 1,2775 1,273 0,0637
Solução
NaCl 30
1,3690 1,3472 1,3581 0,0680
Álcool 40 0,3961 0,4068 0,4014 0,0325
Álcool PA 0,6479 0,6511 0,6475 0,0199
Acetona PA 0,3753 0,3785 0,3769 0,0188
Temperatura Ambiente Inicial:
Temperatura Ambiente Final:
Quadro 2 – Anotação experimental – BURETA.
Solução % Massa de
20 gotas
(g) - 1ª
medição
Massa de
20 gotas
(g) - 2ª
medição
Média
das
massas
em
gramas
Massa
de 1 gota
ɣ
(dinas/cm)
Tensão
superficial
Água
destilada
0,8199 0,8267 0,8233 0,0412
Solução de
NaCl 5
0,8627 0,8531 0,8233 0,0429
Solução
NaCl 30
0,9107 0,8884 0,8975 0,0450
Álcool 40 0,4494 0,4554 0,4502 0,0225
Álcool PA 0,2549 0,2472 0,2510 0,0125
Acetona PA 0,2421 0,2225 0,2323 0,0116
4.1.1- Como um tensoativo quebra a tensão superficial?
Os tensoativos são substâncias que possuem uma parte apolar e outra polar).
Esta possui afinidade com água e a outra não. Ao serem adicionados em água, por
exemplo, algumas moléculas permanecem na superfície água-ar com a parte
hidrofílica voltada para o interior do líquido enquanto a parte hidrofóbica permanece
voltada para o ar. Com esta modificação na interação das moléculas de água nesta
região, não há uma forte atração das moléculas de água do interior sobre aquelas que
estão na superfície. O que provoca redução na tensão superficial.
4.1.2- O que são micelas? Faça ilustração
Micela é uma estrutura globular formada por um agregado de moléculas
anfipáticas, ou seja, compostos que possuem características polares e apolares
simultaneamente, dispersos em um líquido constituindo uma das fases de um coloide.
4.1.3- Como são constituídos e como se classificam os surfactantes? Dê exemplos.
Surfactantes ou tensoativos são compostos orgânicos, constituídos por moléculas
anfifílicas contendo partes polares (cabeça) e apolares (cauda), com propriedades de
atividade superficial, resultado da adsorção destes compostos na superfície de líquidos
ou na interface entre dois líquidos imiscíveis. 
Catiônicos : são agentes tensoativos que possuem um ou mas grupamentos funcionais
que, ao se ionizar em solução aquosa, fornece íons orgânicos carregados
positivamente.
Aniônicos: são agentes tensoativos que possuem um ou mas grupamentos funcionais
que, ao se ionizar em solução aquosa, fornece íons orgânicos carregados
negativamente e são responsáveis pelo tenso atividade. Exemplo: quaternários de
amônio.
Anfóteros: São agentes tensoativos que contém em sua estrutura tanto o radical acido
inflamável como o básico. Esses compostos quando em solução aquosa exigem
características aniônicas ou catiônicas dependendo das condições de pH da solução.
Exemplo: Detergente
4.1.4 – Agentes emulsificantes são capazes de impedir que os componentes (
disperso e dispersante ) de uma emulsão se separem. Caseina do leite, detergente
e gema de ovo são agentes emulsificadores. Justifique e explique como funciona.
A caseína se trata de uma proteína que mantém unidas a gordura e a água presentes no
leite.
O detergente é constituído de moléculas que apresentam uma parte apolar e uma
polar. A parte apolar é capaz de dissolver sujeiras gordurosas, por exemplo, gordura
em panelas. Ao mesmo tempo, a parte polar liga-se às moléculas de água, retirando a
sujeira da panela a ser limpa, formando assim uma emulsão (espuma emulsificante).
A gema de ovo, quando adicionada à maionese, impede que os ingredientes da
mesma se separem: o óleo (ou azeite) se encontra disperso (dissolvido) no vinagre
com auxílio da gema de ovo.
4.1.5 Defina molhabilidade e ângulo de contato. Representar a molhabilidade
pelo ângulo entre o contorno da gota e a interface sólido/ líquido.
A molhabilidade é avaliada pelo ângu lo de contato do líquido com a superfície sólida.
Quanto maior o ângulo de contato maior a molhabilidade, isto é, mais o líquido molhaa superfície sólida em contato. O ângulo de contato é determinado pelo contato entre
as três fases, sólida, líquida e gasosa e representa uma medida quantitativa do
processo de molhabilidade. Para ângulos = 0° diz-se o líquido é perfeitamente
molhante, <90° parcialmente molhante ou seja molha parte do sólido, >90° ele é um
não molhante o líquido não se espalha no sólido ou não se adere a ele, =180° o líquido
não exerce nenhum tipo de força adesiva a superfície sólida na qual se encontra ou
vice versa.
4.1.6- Segundo os dados obtidos, calcule:
a) Fração de gotas para cada determinação
b) O número total de gotas.
4.1.7 - Calcular a tensão superficial das soluções utilizadas na prática.
4.1.8 - Calcular o erro percentual, fazendo comentários.
4.1.9 - Dê sugestões interessantes sobre a prática, que possa contribuir para as
experiências futuras.
Ajuste da torneira na bureta e a forma da análise da pipeta podem levar a erros
relativamente grande. A melhoria seria na contagem das gotas e um melhor manuseio
sobre bureta e pipeta. E o uso de reagentes não vencidos.
5- CONCLUSÃO
Com o fim do experimento, o objetivo da aula foi alcançado. Observou-se que,
comparando os valores de erros obtidos, a pipeta foi o método que obteve valores
mais próximos dos teóricos. É importante considerar que existem fatores que podem
levar a erro. Na bureta, por exemplo, o ajuste da torneira para liberação das gotas.
Também é importante salientar que, se tratando da acetona, outro fator se torna
bastante expressivo: a sua alta volatilidade.
6- REFERÊNCIAS
NETTO, Luiz Ferraz. Tensão superficial. Disponível em:
<http://www.algosobre.com.br/fisica/tensao-superficial.html> Acessado em: 20 de
abril de 2018
GONÇALVES, Fabiana Santos. Coesão e adesão da água. 2008. Disponível em:
<http://www.infoescola.com/fisica/coesao-e-adesao-da-agua/> Acessado em: 20 de
abril de 2018.