Tensão Superficial

Tensão Superficial

Universidade Estadual de Ponta Grossa Bacharelado em Química Tecnológica com Ênfase em Química Ambiental Física Geral e Experimental Professor Baltazar TENSÃO SUPERFICIAL Anderson Gomes Kelly Apª F. Soares Maria Eduarda Serra Ponta Grossa, junho de 2010

INTRODUÇÃO

  • A força que existe na superfície de líquidos em repouso é denominada tensão superficial. Esta tensão superficial é devidas às fortes ligações intermoleculares, as quais dependem das diferenças elétricas entre as moléculas, e pode ser definida como a força por unidade de comprimento que duas camadas superficiais exercem uma sobre a outra.

  • A tensão superficial pode ser notada também na forma quase esférica de gotas de água que pingam de uma torneira ou mesmo de água espirrada em uma superfície.

  • As moléculas da água (H2O) interagem entre si dentro do liquido em todas as direções, mas as moléculas que estão na superfície só interagem com as que estão abaixo porque não há nada em cima. Dessa forma cria-se a tensão superficial.

  • O resultado dessa interação só com as moléculas do lado de dentro, faz surgir uma tensão que exerce uma força sobre a camada da superfície, com a intenção de compensar essa tensão do lado de dentro do liquido.

  • Líquidos tendem a adotar uma forma que minimize sua área de superfície, numa tentativa de manter as moléculas com um maior número possível de vizinhos semelhantes.

  • As gotas de líquidos tendem a assumir a forma esférica, pois a esfera é a forma com a menor razão superfície/volume.

  • Este fenômeno confere ao líquido uma "casca" de moléculas na superfície, produto de um desbalanceamento das forças intermoleculares no líquido.

  • O sabão diminui a tensão superficial da água. Assim fica possível a formação de lâminas as quais são parte de uma “bolha de sabão”, que se faz misturando água e sabão.

  • A água pura é provida de superfície esticada e a água com sabão é uma superfície frouxa. Esta superfície frouxa permite que a água com o sabão se molde melhor às forças irregulares das partículas de sujeira.

  • A tensão superficial é tipicamente medida em dinas/cm, a força em dinas requerida para quebrar um filme de comprimento 1cm. Equivalentemente, ela pode ser estabelecida como a energia superficial em ergs por centímetro quadrado.

  • A ação capilar, elevação de tubos estreitos, ocorre quando há atrações favoráveis entre as molecular do líquido e a superfície interior do tubo. Estas são forças de adesão, forças que unem uma substância a uma superfície.

  • Um líquido sobe dentro de um tubo pela tensão superficial e sobe até que a força que o faz subir seja equilibrada pelo efeito gravitacional da massa do líquido.

  • Quando as forças adesivas entre um líquido e um vidro são mais fortes que as forças coesivas dentro do líquido, esta forma o menisco mostrado para a água (esquerda). Quando as forças coesivas são mais fortes que as adesivas (como são para o mercúrio em vidro), as bordas da superfície curvam-se para dentro (direita).

OBJETIVOS

  • Observar o fenômeno da capilaridade;

  • Determinar a tensão superficial de alguns líquidos.

PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL

  • Materiais Necessários:

  • Copo de Becker;

  • Tubo Capilar;

  • Água;

  • Detergente;

  • Álcool;

  • Balança;

  • Paquímetro.

  • Procedimento Experimental:

  • Encheu-se um copo de Becker com água;

  • Mediu-se a altura de um tubo capilar;

  • Mediu-se a massa do tubo seco m1;

  • Mergulhou-se e encheu-se o tubo com água;

  • Mediu-se sua massa m2 e a altura “preenchida” com água;

  • Repetiu-se o processo com mais dois tubos diferentes;

  • Calculou-se a tensão superficial;

  • E calculou-se o erro percentual.

  • Repetiu-se o mesmo processo, porém adicionando gotas de detergente ao copo de Becker contendo água;

  • Calculou-se a tensão superficial;

  • Trocou-se a água por álcool etílico e realizou-se os mesmos procedimentos por mais três vezes;

  • Calculou-se a tensão superficial e o erro.

RESULTADOS E DISCUSSÕES

  • Para calcular a tensão superficial é preciso que antes calcule-se o raio do tubo capilar:

  • A tensão superficial é calcular por:

Tabela 1 . Valores para a água

Tabela 2 . Valores para água com gotas de detergente

Tabela 3 . Valores para o álcool

CONCLUSÃO

  • Quando um líquido é colocado em um tubo capilar(tubo muito fino), a atração entre as moléculas do líquido e as moléculas do material do tubo podem ser maiores ou menores do que a força de coesão interna do líquido, ocasionando desta forma a formação de uma concavidade ou uma convexidade na superfície do líquido, forma a qual apenas pode ser obtida devido ao efeito de tensão superficial nos líquidos.

  • Com o experimento realizado, observamos uma melhor resultado para o álcool, devido ser retirado do Becker com mais rapidez.

  • Se adicionar gotas de detergente a água, observa-se que há uma diminuição na tensão superficial devido a não formarem mais gotas de superfície redonda e sim a água fica espalhada sobre a superfície.

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

  • [1] Atkins, P.; Jones, L.; Princípios de Química, Questionando a Vida Moderna e o Meio Ambiente; Porto Alegre; Editora Bookman; 2001; p. 306 - 310 .

  • [2]

  • [3]

Comentários