PRÁTICA – DETERMINAÇÃO DA TENSÃO SUPERFICIAL 1

PRÁTICA – DETERMINAÇÃO DA TENSÃO SUPERFICIAL
1. Introdução
Uma propriedade característica dos líquidos é possuir uma superfície plana
bem definida, o que os distingue dos gases. Uma medida da rigidez do filme que
parece cobrir a superfície líquida é a tensão superficial, a tendência das moléculas
da superfície serem puxadas para dentro. Quanto maior a tensão superficial, mais
rijo parece ser o filme da superfície.
A tensão superficial surge das forças intermoleculares, portanto,
precisamos conseguir relacionar esta propriedade da matéria às propriedades de
moléculas individuais.
A superfície de um líquido é suave porque as forças intermoleculares
tendem a puxar as moléculas juntas e para dentro. Podemos esperar que líquidos
compostos de moléculas com forças intermoleculares altas tenham tensões
superficiais altas, porque o “puxão” para o interior será forte. Na verdade a tensão
superficial da água é, aproximadamente, três vezes maior que a maioria dos
líquidos comuns por causa de suas ligações de hidrogênio fortes.
As forças intermoleculares de atração que atuam no líquido fazem que
exista uma diferença de energia entre as moléculas do interior do líquido, atraídas
em todas as direções pelas moléculas vizinhas, e aquelas da superfície, atraídas
apenas para o seio da massa líquida. As moléculas da superfície têm, portanto,
um maior conteúdo de energia que as internas. Assim, para aumentar a superfície
do líquido, ou seja, trazer moléculas do interior para a superfície é necessária a
realização de trabalho.
O trabalho exigido para o aumento unitário de área o líquido é denominado
trabalho superficial específico e seu valor e dimensão é igual à tensão superficial (
).
A tensão superficial é representada pela letra gama () e expressa em N.m-1
ou dina.cm-1.
A medida da tensão superficial é feita com a utilização do Tensiômetro de
Lecomte Du Nouy (Figura 1).
O tensiômetro de Lecomte Nouy utiliza para medidas o “princípio do
aumento de área superficial”. O aparelho nos dá diretamente na escala do Vernier,
a energia necessária para aumentar a superfície do líquido de 1cm 2, o que é
justamente a tensão superficial.
O tensiômetro é basicamente uma balança de torsão.
A alavanca (7) do aparelho tem em uma de suas extremidades um
dispositivo de imersão no líquido a ensaiar que consta de um anel de platina
suspenso por uma alça (8) na alavanca. Na outra extremidade da alavanca passa
o fio de torsão que está ligado a um ponteiro (2) que corre sobre uma escala
numérica (Vernier) (4).
A alavanca movimenta-se em frente a um visor (6) onde se acompanha a
posição relativa da mesma.
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Da base do aparelho sai um braço que sustenta uma plataforma de altura
variável, ajustável através dos parafusos (11 e 12), onde se apoia o recipiente de
vidro contendo o líquido.
Na base do tensiômetro existem dois parafusos (5) para nivelamento do
sistema.
Figura 1 – Representação esquemática do Tensiômetro de Lecomte Du
Nouy.
Este trabalho prático tem como objetivo determinar a tensão superficial de
vários líquidos utilizando o tensiômetro de Lecomte Du Nouy (com a temperatura e
o seu grau de associação).
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2. Materiais e Reagentes
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Tensiômetro de Lecomte Du Nouy
termômetro
2 béqueres de 50 mL
água destilada
acetona
álcool etílico absoluto
1 - propanol
n - hexano
ciclo – hexano
papel absorvente
3. Procedimento experimental
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Montar o aparelho sobre uma superfície plana e nivelar com os parafusos (5).
Cuidadosamente colocar o anel de platina, limpo e seco, na extremidade da
alavanca (7).
Colocar o ponteiro da escala (2) na posição zero (4) por meio do parafuso (3) e
a alavanca (7) na posição de equilíbrio, posição intermediária do visor (6) com
o auxílio do parafuso (1).
Adicionar o líquido, iniciando com a água, ao recipiente de vidro e este é
colocado sobre a plataforma (9) cuja altura é ajustada com o auxílio dos
parafusos (10 e 11), não permitindo que o anel entre em contato com a água.
Em seguida, usando o parafuso (12) elevar a plataforma, lentamente, até que o
anel mergulhe no líquido cerca de 5 mm. A imersão do anel na água fará com
que a alavanca (7) saia da posição de equilíbrio.
Com muito cuidado, abaixe a plataforma por meio do parafuso (12) até que a
alavanca retorne à posição de equilíbrio. Este será o ponto de partida para a
medida!
Movimentar, simultaneamente, os parafusos (12) e (3) abaixando a plataforma
(9) e girando o ponteiro da escala (2) fazendo com que a alavanca (7) fique na
posição de equilíbrio, até que o círculo de platina se destaque da superfície da
água.
A leitura, na escala Vernier, no momento da liberação do anel da superfície é a
tensão superficial da água na temperatura considerada. Anotar o valor lido.
Ler a temperatura da água no próprio frasco imediatamente após a leitura da
tensão superficial e anotar.
Antes de iniciar uma nova leitura, retirar, cuidadosamente, o anel metálico,
secá-lo com papel absorvente e colocá-lo no lugar.
Repetir este procedimento 5 vezes para cada líquido.
Lavar e secar o recipiente e, em seguida, repetir todo o procedimento com os
solventes orgânicos.
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
Cada grupo deve medir a tensão superficial da água e de um solvente
orgânico.
4. Apresentação e discussão dos resultados
4.1 – Preencher a Tabela 1 com os valores de tensão superficial obtidos
experimentalmente.
TABELA 1: Valores de tensão superficial dos líquidos.
grupo
medidas de tensão superficial / dina. cm -1
Líquidos
1a
I
II
III
IV
V
2a
3a
4a
5a
Água
Acetona
Água
n –hexano
Água
Ciclohexano
Água
Etanol
Água
1 – propanol
4.2 – Calcular o valor  médio para cada líquido, o desvio médio e o erro
(%), em relação aos valores de tensão superficial esperados (ver apêndice),
anotar os valores encontrados na tabela 2.
TABELA 2: Valores de tensão superficial dos líquidos estudados.
grupo
Líquidos
I
Água
Acetona
Água
n –hexano
Água
Ciclohexano
Água
Etanol
Água
1 – propanol
II
III
IV
V
_
(    m ) dina.cm-1
tabelado/ dina.cm-1
E%
4.3 – Discutir os valores de tensão observados considerando as diferenças
estruturais e interações intermoleculares nos líquidos.
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ANEXO 1: VALORES DE TENSÃO SUPERFICIAL REGISTRADOS NO
HANDBOOK
TABELA 3: Valores de tensão superficial de alguns líquidos em uma temperatura
considerada.
Líquido
Água
Acetona
n-hexano
Ciclohexano
Etanol
1-propanol
Temperatura / ºC
18
20
20
20
20
20
 / dina . cm-1
73,05
23,70
18,43
25,50
22,75
23,78