IntroduçãoA tensão superficial de líquidos pode ser vista como a propriedade que mantém um líquido coeso e forma uma interface líquido-vapor, diferenciando assim as fases líquida e gasosa. Este fenômeno se deve as interações diferenciadas das moléculas que se situam na superfície do líquido. Diferentes das interações atrativas que ocorrem no interior do líquido, as da superfície não são balanceadas, gerando uma resultante normal a superfície, o que torna esta resistente a deformações. Esta mesma propriedade explica a formação de gotas quando um líquido se encontra em pequena quantidade em uma superfície, já que as moléculas da superfície do líquido se arranjam de forma a gerar uma menor área de contato com o exterior. A água pura é um líquido que possui uma alta tensão superficial, por conta das interações por ponte de hidrogênio entre as moléculas. Estas interações são suficientemente fortes para manter certos objetos flutuando em sua superfície. Quando são adicionados solutos a água, estas soluções passam a ter diferentes tensões superficiais, dependendo do soluto e da concentração na qual este se encontra. Solutos que podem enfraquecer as interações por ponte de hidrogênio presente nas moléculas de água, diminuirão a tensão superficial, consequentemente, tornando a superfície menos resistente a deformação. A tensão superficial de um líquido pode ser medida através de diversos métodos, e o método usado neste trabalho foi o Método do Anel (Tensiômetro de Du Nouy). Neste método, a tensão superficial é obtida medindo-se a força necessária para arrancar um anel com diâmetro e espessura conhecidos, da superfície de um líquido. Seja F a força de adesão de um anel de raio R à superfície de um líquido. Se no momento em que o anel é arrancado da superfície, esta força for equilibrada pelo peso, mg, de uma coluna de líquido cilíndrica (sendo m a massa da coluna líquida e g a aceleração da gravidade) então: F = mg = 4πRγ Onde, γ é a tensão superficial do líquido e 2πR o comprimento L do anel. Temos então que: γ = mg/2L A equação da isoterma de Gibbs é uma equação que fornece a concentração superficial em excesso do soluto (2), considerando a ausência de solvente (1) na superfície: 1 ᴦ2 = (-1/RT).(dγ/dln(a2)) A))1/2 O método do anel. γ = γo + A ln(1+BC). fornece também a medida aproximada do diâmetro desta molécula. Objetivo: O trabalho teve por objetivo a verificação do comportamento da tensão superficial do álcool butílico em diferentes concentrações. d = 2(RT/(π. além de fornecer dados sobre a tensão superficial de determinado líquido. portanto.Nav. Onde: γ0 = tensão superficial do solvente puro A = (-RT)( 1 2) a2 = 1 + BC2 C = concentração Fazendo-se o inverso de 1 ᴦ ᴦ2 e multiplicando pelo número de avogadro. sendo: m = massa utilizada g = 979 cm/s2 L = 5. chegamos a uma expressão para o diâmetro da molécula em função do coeficiente angular da equação de Szyszkowski. temos a área por mol de moléculas. Resultados e Discussão: Antes de se iniciarem as medidas de tensão superficial do álcool butílico. chegamos à equação de Szyszkowski. o aparelho foi devidamente calibrado. a temperatura ambiente. e também a obtenção do valor aproximado do diâmetro da molécula de butanol. O valor de γteórico é calculado por γteórico = mg/2L. Considerando-se ainda que as moléculas ocupam área superficial circular com área = (πd2)/4. com três massas diferentes.Integrando a expressão acima.987 cm . A curva de calibração é construída em um gráfico de γ exp contra γteórico. Através da curva de calibração construída foi possível se obter uma equação para correção do valor de tensão obtido experimentalmente. 05 56.00 71.00 0. para correção dos valores de tensão superficial obtidos experimentalmente: γteórico = .31x107 erg/mol. correlacionando os valores das tensões superficiais das soluções com as suas respectivas concentrações.69 48.69 0.32 Tabela 3: Curva γ x ln(1+34C) ln(1+34C) 0. característica do soluto.42 0.29566 + 0.96465 γexp.05 O gráfico construído a partir da tabela acima forneceu a reta de equação: γ = 72. médio (dina/cm) γteórico (dina/cm) 71.57 63. foram realizadas as medidas de tensão superficial em soluções com diferentes concentrações de butanol.10 54.176 300 25.Nav. de butanol (mol/L) γteórico (dina/cm) 0.00 74.99 1.52477 ln(1+34C) A reta obtida tem como coeficiente angular a constante –A= -11.05 63.K Nav = 6. no caso o butanol.30 65.528 500 42.A))1/2.50 66. através da equação d = 2(RT/(π.900 24. Sendo: R = 8.10 57.32 75. forneceu a seguinte equação. 2 (dina/cm) γexp. que está em anexo.48 2.20 48.Massa (mg) γexp. foi possível construir um novo gráfico (em anexo).52477.40 Tabela 2: Tensões superficiais das soluções de butanol Com os valores das tensões devidamente corrigidos.54892 – 11.57 0. e que se relaciona com o diâmetro da molécula de butanol (d). de butanol (mol/L) 0.42 54.600 40. 1 (dina/cm) γexp. Conc.00 50. Conc.0. Com o instrumento devidamente calibrado.700 8.02x1023 moléculas/mol .00 74.880 Tabela 1: Dados da curva de calibração do Tensiômetro de Du Nouy A curva de calibração.90 57.80 66. obtendo-se a equação de Szyszkowsky: γ = γo – A ln(1+34C).20 γexp.05 0. (dina/cm) γteórico (dina/cm) 100 8.00 0.10 0.30 50. Todas as medições foram realizadas em duplicata.50 50. pdf (Acessado em 20/05/2013) . O diâmetro apontado na literatura para esta molécula.utl. uma vez que o anel de platina do equipamento apresentava algumas deformações.08 Å.52477 Utilizando-se a equação mencionada anteriormente.741 x 10 -8 cm ou 6. chegou ao valor do diâmetro da molécula de butanol de aproximadamente 6.ist.pt/farinha/LQF/pdf_files/TS. Referências bibliográficas: 1. A diferença entre o valor obtido e o valor determinado na literatura pode ter ocorrido devido a erros experimentais. e os dados acima. http://web. uma vez que o resultado obtido experimentalmente se aproximou razoavelmente do valor encontrado na literatura para o diâmetro da molécula de butanol. nesta temperatura é 6. o que certamente leva à leituras erradas de tensão superficial. Conclusão: Pode-se concluir que o método do anel é um método apropriado para a determinação de diâmetros moleculares de solutos tensoativos.741 Å.T = 298K A = 11.
Report "Tensão Superficial em Solutos Tensoativos"