Tensão superficial pelo método do anel

UNIVERSIDADE FEDERAL DE UBERLÂNDIA
INSTITUTO DE QUÍMICA

DISCIPLINA: FÍSICO-QUÍMICA EXPERIMENTAL

--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------EXPERIMENTO 3 - DETERMINAÇÃO DA TENSÃO SUPERFICIAL DE LÍQUIDOS PELO MÉTODO DO ANEL (DU NOUY).

FUNDAMENTOS TEÓRICOS

Uma molécula num líquido esta sujeita a forças exercidas por todas as moléculas vizinhas. A força resultante atuando em uma molécula na superfice, não é zero, mas direcionada para o interior do mesmo. Para aumentar esta superfície é necessário fazer trabalho contra as forças coesivas do líquido. O trabalho necessário para modificar a área superficial (() de uma amostra, de uma quantidade infinitesimal d( é dado por:

dw = ( d( (1)

sendo o coeficiente ( designado de tensão superficial; suas dimensões são de energia/área e suas unidades são J m-2 ou N m-1. A pressão e temperatura constantes dw = dG, logo:

onde G é a energia de Gibbs (ou trabalho máximo).

Tensão Superficial e Temperatura A tensão superficial de quase todos os líquidos aumenta linearmente com a temperatura segundo a equação abaixo, logo um gráfico de ( em função de T é uma reta.

( = (’ (T’c -T) (3)

onde T’c é a temperatura próxima a temperatura crítica.

A tensão superficial molar pode ser definida em referência ao volume molar Vm por

(m = (. Vm2/3 (4)
Que junto com a equação anterior resulta em:

(m = (’. Vm2/3(T’c -T) (5)

onde o coeficiente de temperatura é dado por k( = (’. Vm2/3, e é igual para quase todos os líquidos (equação de Eötvös) = 2,1 .10-7 J/K. Valores abaixo deste valor indicam associação de moléculas no líquido e valores acima deste indicam dissociações no líquido. Algumas substâncias dão relacionamento linear inverso da tensão superficial com a temperatura (reta decrescente), como é o caso do óleo de