Determinação da tensão superficial

Páginas: 6 (1253 palavras) Publicado: 23 de abril de 2011
PONTIFICIA UNIVERSIDADE CATOLICA DO RIO GRANDE DO SUL
FACULDADE DE QUÍMICA
FÍSICO-QUÍMICA IV

DETERMINAÇÃO DA TENSÃO SUPERFICIAL USANDO O MÉTODO DO ANEL (Du Nouy) E DA ASCENÇÃO CAPILAR

Dayane Capitâneo Schmitz

Porto Alegre, 30 de março de 2009.
INTRODUÇÃO TEÓRICA
A tensão superficial surge nos líquidos como resultados do desequilíbrio entre as forças agindo sobre as moléculas dasuperfície em relação àquelas que se encontram no interior da solução. As moléculas de qualquer líquido localizadas na interfase líquido-ar realizam um número menor de interações intermoleculares comparadas com as moléculas que se encontram no interior do líquido. A força resultante que atrai as moléculas da superfície de um líquido para o seu interior torna-se o principal obstáculo para aformação de bolhas, gotas e a nucleação de cristais em líquidos.
Como estas forças de coesão tendem a diminuir a área superficial ocupada pelo líquido, observamos freqüentemente gotas adotarem a forma esférica. Pela mesma razão ocorre a formação dos meniscos, e a conseqüente diferença de pressões através de superfícies curvas ocasiona o efeito denominado capilaridade. A esta força que atua nasuperfície dos líquidos dá-se o nome de tensão superficial e, geralmente, quantifica-se a mesma determinando-se o trabalho necessário para aumentar a área superficial.
Quando um tubo capilar é imerso em um líquido com tendência a aderir às paredes, a energia é menor quando um filme líquido cobre tanto vidro quanto possível. À medida que o líquido sobe pelo lado interno da parede ele tem o efeitode curvar a superfície do líquido dentro do tubo. Essa curvatura faz com que a pressão logo abaixo do menisco curvo seja menor do que a pressão atmosférica por aproximadamente 2.g/r , onde r é o raio do tubo, considerando uma superfície hemisférica. A pressão imediatamente sob a superfície chata do lado de fora do tubo é p, a pressão atmosférica, mas dentro do tubo sob a superfície curva é deapenas p - 2.g/r . O excesso de pressão externa pressiona o líquido para cima no tubo até o equilíbrio hidrostático (igualdade de pressões em profundidades iguais) seja atingido. Uma vez que pressão exercida por uma coluna de líquido de densidade r e altura h é p = r.g.h , o equilíbrio hidrostático ocorre quando
r.g.h = 2.g/r    
De acordo com a equação acima, a tensão superficial pode serexpressa em termos da altura da coluna líquida em um tubo capilar como
g = r.g.r.h / 2
O tensiômetro Du Nouy é um instrumento de precisão usado tanto para medidas de tensão superficial como tensão interfacial de líquidos, incluindo soros, óleos e suspensões coloidais. Os valores medidos são reprodutíveis dentro de ±0,05 dina/cm e podem ser obtidos pela leitura direta em uma escala.
Uma dasvantagens deste tipo de tensiômetro é a rapidez da medida. Entretanto, tem a desvantagem de requerer um volume grande de amostra (da ordem de 20 ml). Deste ponto de vista, o método do peso da gota é mais vantajoso, pois a medida pode ser realizada com menos de 1 ml de amostra, desde que se disponha de uma micro bureta. E em muitos casos a quantidade de amostra disponível é o fator determinante naescolha do método. Existem
várias maneiras de se medir tensão superficial e a escolha adequada vai depender de cada caso.

O tensiômetro que emprega o método do anel permite a realização de medidas em até 15 segundos e é, assim, o único método que fornece resultados satisfatórios para suspensões coloidais, que apresentam rápidas mudanças na tensão superficial. Outra vantagem do método doanel é a eliminação de cálculos matemáticos para a obtenção da tensão superficial, que pode ser lida diretamente na escala do instrumento.

DESCRIÇÃO DO INSTRUMENTO

O tensiômetro Du Nouy é uma balança de torção. Utiliza um fino fio de torção para aplicar a força necessária para remover um anel de platina da superfície do líquido a ser testado. O fio de torção é fixado por um grampo...
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