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UNIVERSIDADE ESTADUAL DA PARAÍBA

CENTRO DE CIÊNCIAS E TECNOLOGIA

DEPARTAMENTO DE QUÍMICA

CURSO DE BACHARELADO EM QUÍMICA INDUSTRIAL

CRISTIANE KELLY O. F. VIEIRA

TENSÃO SUPERFICIAL

Campina Grande-PB

2010

UNIVERSIDADE ESTADUAL DA PARAÍBA

CENTRO DE CIÊNCIAS E TECNOLOGIA

DEPARTAMENTO DE QUÍMICA

LABORATÓRIO DE: Fisico-quimica Experimental

PROFESSOR (a) : Dauci Pinheiro Rodrigues

ALUNO (a) : Cristiane Kelly Oliveira F. Vieira

CURSO : Química Industrial MAT : 081025106

TÍTULO E Nº DO

EXPERIMENTO: TENSÃO SUPERFICIAL Nº 05

DATA DO EXPERIMENTO : 23\09\2010

RECEBIDO EM : 15\10\2010

POR: _____________

CORREÇÃO

PREPARAÇÃO: ____________________________

RELATÓRIO: ______________________________

PROVA:___________________________________

NOTA GLOBAL: _____________( _____________ )

RUBRICA DO (a) PROFESSOR (a): ___________________________

  1. INTRODUÇÃO

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.

dA = .d

Uma vez que a energia de Helmholtz decresce (dA ® 0) e se a área superficial decresce (dq ® 0), as superfícies têm uma tendência natural a se contrair. Este é um modo mais formal de expressar o que já havia sido descrito.

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.

Figura 5: Formação da gota.

A tensão superficial é calculada pela equação:

2 π r γ = mi g ( Lei de Tate)

Onde:

mi → massa de uma gota ideal

r → raio do tubo (externo se o líquido molhar o tubo)

g → aceleração da gravidade

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.

O líquido ocupa um volume determinado, formando uma superfície bem definida entre ele e o ar circundante. Surge daí uma diferença clara entre as moléculas da superfície e as que ficam internas no líquido. As que ficam dentro interagem com as demais em todas as direções. Em média, portanto, essas interações (ou forças) se anulam mutuamente. Já as que ficam na superfície só podem interagir com as que estão do lado de dentro. Do lado de fora só existe o ar e as moléculas do ar estão tão separadas uma das outras que seu efeito imediato sobre a superfície líquida pode ser desprezado.

O resultado dessas forças atrativas de coesão (forças existentes entre moléculas iguais) é a formação de uma película na superfície que sofre uma atração para dentro do próprio líquido. E essa propriedade que o líquido apresenta de manter suas moléculas coesas na superfície é chamada de tensão superficial (γ). A tensão pode também existir entre dois líquidos imiscíveis, sendo então chamada de tensão interfacial.

Forças coesivas existentes entre as moléculas

Nos dois casos, a tensão depende da natureza do líquido, do meio que o rodeia e da temperatura. Em geral, a tensão superficial diminui com o aumento da temperatura, já que as forças de coesão diminuem ao aumentar a agitação térmica. Em geral, a tensão superficial diminui com o aumento da temperatura, já que as forças de coesão diminuem ao aumentar a agitação térmica.

Capilaridade

Sempre que se põe um líquido em contato com um sólido produz-se um “cabo de guerra” entre as moléculas, as do sólido puxando para seu lado, as do líquido para o outro. Assim, se derramado água numa lâmina limpa de vidro, o vidro atrairá as moléculas de água mais fortemente do que elas se atraem. Então a água é forçada a se espalhar na superfície do vidro. A ação capilar dos líquidos se deve à tendência dos líquidos de subir pelas paredes de tubos capilares (tubos muito finos) e é uma conseqüência da tensão superficial.

Representação esquemática da formação e desprendimento de uma gota formada a partir de uma 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:

O fator de correção f é uma função do raio do tubo e do volume da gota. Estes valores são tabelados.

  1. OBJETIVO

O objetivo do experimento está relacionado á determinação da tenção superficial do álcool etílico (etanol), usando água destilada como substância padrão, a temperatura ambiente de 26C, por meio do uso do Estagnômetro de Traube.

  1. PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL

    1. SUBSTÂNCIA UTILIZADA

● Água destilada;

● Álcool etílico;

● Acetona;

    1. MATERIAL UTILIZADO

● Termômetro

● Pipeta

● Bureta

● Beckers

● Estalagnômetro de Traube

    1. METODOLOGIA

Uso da Pipeta

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