Tensao Superficial, Notas de estudo de Química

Baixe Tensao Superficial e outras Notas de estudo em PDF para Química, somente na Docsity! TENSÃO SUPERFICIAL 1. MÉTODO DO PESO DA GOTA INTRODUÇÃO TEÓRICA As moléculas na superfície de um líquido estão sujeitas a forte força de atração das moléculas interiores. A resultante dessas forças, - cuja direção é a mesma de plano tangente à superfície (em qualquer ponto desta) - atua de maneira a que a superfície líquida seja a menor possível. A grandeza desta força, atuando perpendicularmente (por unidade de comprimento) ao plano na superfície é definida como tensão superficial γ. A dimensão da tensão superficial é força por unidade de comprimento, sendo no sistema SI igual a N/m. A superfície ou interface onde a tensão existe está situada entre o líquido e seu vapor saturado no ar, normalmente a pressão atmosférica. A tensão pode também existir entre dois líquidos imiscíveis, sendo então chamada de tensão interfacial. Um dos métodos utilizados para medir tensão superficial é o método do peso da gota. Este método, assim como todos aqueles que envolvem separação de duas superfícies, depende da suposição de que a circunferência 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 2π r γ = mi g (Lei de Tate) (1) onde: mi→ massa de uma gota ideal r → raio do tubo (externo se o líquido molhar o tubo) g → aceleração da gravidade Esquema de uma gota formada a partir de um capilar Na prática, o peso da gota obtido, é sempre menor que o peso da gota ideal. A razão disto torna-se evidente quando o processo de formação da gota é observado mais de perto. A figura abaixo ilustra o que realmente acontece. Representações esquemáticas da formação e desprendimento de uma gota formada a partir de um capilar Observa-se 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 peso da gota, introduz-se na equação descrita anteriormente o fator de correção f. Assim: γ π= m g 2 r f (2) O fator de correção f é uma função do raio do tubo e do volume da gota. Estes valores são tabelados abaixo: Tabela Fator de correção para o método do peso da gota r/V1/3 f r/V1/3 f r/V1/3 fa 0.00 (1.0000) 0.75 0.6032 1.225 0.656 0.30 0.7256 0.80 0.6000 1.25 0.652 0.35 0.7011 0.85 0.5992 1.30 0.640 0.40 0.6828 0.90 0.5998 1.35 0.623 0.45 0.6669 0.95 0.6034 1.40 0.603 0.50 0.6515 1.00 0.6098 1.45 0.583 0.55 0.6362 1.05 0.6179 1.50 0.567 0.60 0.6250 1.10 0.6280 1.55 0.551 0.65 0.6171 1.15 0.6407 1.60 0.535 0.70 0.6093 1.20 0.6535 a Os valores desta coluna são menos exatos que os das outras. PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL Determinação do diâmetro do tubo de vidro O diâmetro do tubo pode ser medido utilizando-se um paquímetro ou obtido a partir da massa de uma gota de um líquido padrão, cujo valor da tensão superficial seja conhecido. A massa de uma gota de água pura a 20° C, para tubos de diferentes diâmetros, são relacionados na Tabela 2. Para temperaturas superiores ou inferiores a 20° C, mas não muito diferentes, pode-se usar a seguinte relação para calcular a massa da gota da água a 20°C.