Medida da tensão superficial

Páginas: 10 (2483 palavras) Publicado: 12 de abril de 2013
UNIVERSIDADE FEDERAL DO ESPÍRITO SANTO
CENTRO UNIVERSITÁRIO NORTE DO ESPÍRITO SANTO
DEPARTAMENTO DE CIÊNCIAS NATURAIS

EXPERIMENTO N° 1: MEDIDA DA TENSÃO SUPERFICIAL – MÉTODO DO PESO DA GOTA

Trabalho apresentado pela aluna Márjory Santiago Fonseca como requisito de avaliação à disciplina de Físico-química II do Curso de Licenciatura em Química do Centro Universitário Norte do EspíritoSanto. Professora: Gilmene Bianco.

São Mateus – ES

10 de dezembro de 2012
1. RESUMO
A tensão superficial de um líquido pode ser medida experimentalmente pelo método do peso da gota. As experiências descritas no presente relatório tiveram como objetivo determinar a tensão superficial da água pura e de soluções de SDS (dodecil sulfato de sódio) com diferentes concentrações atrvés destemétodo. Foi medido o peso de uma gota de água, em gramas (mg = 0,06318) para a obtenção do raio do tubo da bureta, em centímetros (r = 0,21081) e do fator de correção f (f = 0,6515). Foi medido o peso da gota, em gramas, das soluções de SDS de concentrações 1,0 mM (mg = 0,05707); 3,0 mM (mg = 0,03793); 5,0 mM (mg = 0,03286); 7,0 mM (mg = 0,02711); 9,0 mM (mg = 0,02789); 11,0 mM (mg = 0,02815) e 15,0mM (mg = 0,02839), Calcularam-se os valores da tensão superficial, em N/m, da água e das soluções em ordem crescente de concentração, sendo eles 0,0717; 0,0648; 0,0430; 0,0373; 0,0308; 0,0317; 0,0320 e 0,0322, respectivamente. A CMC (concentração micelar crítica) foi indicada no gráfico da tensão superficial em função da concentração de SDS, tendo um valor aproximado de CMC = 5,2 mM.

2.INTRODUÇÃO
As moléculas no interior de um líquido são atraídas igualmente em todas as direções, enquanto as da superfície sofrem uma força para o interior(1). Essa força para o interior atrai as moléculas da superfície para dentro, reduzindo a área superficial, e ocasiona o empacotamento das moléculas de forma mais densa, fazendo com que o líquido comporte-se quase como se ele possuísse uma pele(1).Uma medida das forças para o interior que devem ser vencidas para que a área superficial de um líquido seja expandida é determinada por sua tensão superficial (γ)(1). Por exemplo, a tensão superficial da água a 20° C é 7,29 x 10-2 J.m-2, que significa que se deve fornecer uma energia de 0,0729 J para aumentar a área superficial de determinada quantidade de água em 1 m2(1). A água tem alta tensãosuperficial por causa de suas fortes ligações de hidrogênio(1).
A tensão superficial da água é diminuída pela adição de sulfactante(2). As moléculas de sulfactantes possuem duas regiões distintas: uma delas apolar e outra polar(2). O SDS (dodecil sulfato de sódio) é um sulfactante aniônico(2). A molécula de SDS possui uma cauda hidrofóbica, de natureza apolar, que não apresenta solubilidade emágua, e uma cabeça hidrofílica, de natureza polar, que apresenta solubilidade significativa em água(2).

Figura 1 – Estrutura molecular do SDS
(http://www.qgsquimica.com.br/qgs/det_comunicacao.php?id=55&det_comunic=3)

Quando um sulfactante é adicionado à água, suas moléculas tentam se arranjar de modo a minimizar a repulsão entre grupos hidrofóbicos e a água: os grupos polares ficam nasolução aquosa, próximo à superfície, e os grupos apolares ficam na interface água-ar, minimizando o contato com a água(2). Isto gera uma diminuição na tensão superficial da água, pois provoca um desarranjo de sua superfície(2). Após certa concentração, as moléculas de sulfactante, na solução, passam a se agregar sob a forma de micelas(2). As regiões hidrofóbicas formam um núcleo apolar, e sãomantidas afastadas das moléculas de água, que interagem somente com a camada externa da micela, formada pelos grupos hidrofílicos do sulfactante(2).

Figura 2 – Micela de SDS
(http://www.qmc.ufsc.br/qmcweb/micela/micela_01.html#)

A concentração onde inicia o processo de formação das micelas (micelização) é chamada de concentração crítica micelar, CMC, que é uma propriedade intrínseca e...
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