UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA CATARINA CENTRO DE CINCIAS FSICAS E MATEMTICASDEPARTAMENTO DE QUMICA QMC5417 - FSICO-QUMICA EXPERIMENTAL BPROFESSOR: LUIS FERNANDO DIAS PROBST

EXPERIMENTO 7: TENSO SUPERFICIAL

CAROLINA CROCETA BOMBAZARDIOGO CHEREM MORELLIJOSEANE CAROLINE BERNARDESLUCAS MURARA DA ROCHAMARCOS AREOSVALDO DE BITTENCOURT

Florianpolis, Junho de 2015.INTRODUO

As molculas da superfcie de um lquido esto sujeitas a fortes foras de atrao das molculas interiores. A resultante dessas foras, cuja direo a mesma de plano tangente superfcie (em qualquer ponto desta) atua de maneira a que a superfcie lquida seja a menor possvel. A grandeza desta fora, atuando perpendicularmente (por unidade de comprimento) ao plano na superfcie dita tenso superficial. A superfcie ou interface onde a tenso existe est situada entre o lquido e seu vapor saturado no ar, normalmente presso atmosfrica. A tenso pode tambm existir entre dois lquidos imiscveis, sendo ento chamada de tenso interfacial. Um dos mtodos utilizados para medir tenso superficial o mtodo do peso da gota. Este mtodo, assim como todos aqueles que envolvem separao de duas superfcies, depende da suposio de que a circunferncia multiplicada pela tenso superficial a fora que mantm juntas as duas partes de uma coluna lquida. A gota se desprende quando a fora da gravidade multiplicada pela massa da gota for maior que a fora da tenso superficial versus a circunferncia.QUESTIONRIO:1. Apresente em forma de tabela os resultados experimentais obtidos.

Tabela 1 - Dados obtidos para a guaMassa de uma gota (g)Raio da pipeta (cm)Volume de uma gota (mL)r/ V1/3fator FTenso superficial (N/m)

0,06230,20720,060,529260,64230,07310

Tabela 2 - Dados obtidos para solues de n-butanol partindo de 1,093 Mol/L[Soluo] (Mol/L)Massa de uma gota (g)Raio da pipeta (cm)Volume de uma gota (mL)r/ V1/3fator FTenso superficial (N/m)

0,43720,03330,099460,0330,31000,72560,07210

0,32790,03710,11220,0360,33980,70610,07319

0,21860,03850,11710,0390,34530,70110,07320

0,10930,04870,15460,0480,42540,67470,07290

2. Determine a tenso superficial da gua e das solues aquosa de n-butanol.A tenso superficial obtida atravs da equao abaixo, onde se tem todos os dados que foram obtidos experimentalmente e alguns por interpolao, pois no eram iguais aos valores presentes nas tabelas do roteiro do experimento. Esses valores encontram-se nas tabelas da questo 1, onde o valor para g foi usado 9,81 m.s-2.

Tenso superficial da gua = 0,07310 N/m.

Tabela 3 - Valores para tenso superficial das solues aquosas de n-butanol.[Soluo n-butanol] (Mol/L)Tenso superficial (N/m)

0,43720,07210

0,32790,07319

0,21860,07320

0,10930,07290

3. Faa um grfico da tenso superficial da soluo aquosa de n-butanol em funo da concentrao.

4. Porque necessrio medir tanto a massa quanto o volume da gota para determinar a tenso superficial? Como a tabela de f em funo de r/V1/3 pode ser construda experimentalmente? necessria a massa da gota pois a gota cai quando o seu peso se igualar, as foras correspondentes a tenso superficial, ento precisamos dela para calcular a sua tenso superficial. O volume da gota e necessrio pois ele que ir nos dar o fator de correo f, esse fator corrige o erro causado pela formao da gota. Uma tabela pode ser construda utilizando-se um lquido com tenso superficial conhecida e uma pipeta com o raio conhecido, aplicando-se os valores a frmula f = mg / 2r .

5. Qual seria a forma do grfico de tenso superficial em funo da concentrao de etanol ou hexanol?

Como visto no grfico , quanto maior a concentrao do lcool menor a tenso superficial . Isso acontece pois quando uma monocamada do lcool se forma na superfcie as molculas de lcool comeam a se agregar no interior da soluo fazendo com que a rede de ligaes de hidrognio entre as molculas de gua seja desfeita diminuindo a tenso superficial. Em comparao ao etanol e ao hexanol, possvel ver que com a o aumento da cadeia a diminuio da tenso se torna cada vez mais rpida.Se uma mesma concentrao de etanol e hexanol forem adicionadas , a tenso superficial sofrer uma diminuio maior na soluo com hexanol,o grfico do hexanol ter uma diminuio mais ngreme enquanto a diminuio do grfico com etanol ser mais suave.

6. Baseado na regra de Traube e no grfico abaixo para o n-butanol em soluo aquosa, a 20 C, preveja a tenso superficial de solues de etanol nas concentraes de 0,2 mol.L-1 e 0,6 mol.L-1.

Regra de Traube uma relao entre o comprimento da cadeia de hidrocarbonetos e tenso superficial. Ele afirma que, em solues aquosas diludas, para cada grupo CH2 extra em uma molcula de surfactante, a tenso superficial diminui cerca de trs vezes. Assim, as molculas de cadeias mais curtas possui maior tenso superficial do que molculas com cadeias carbnicas maiores.

REFERNCIAS

1. GHAHREMANI, H. et al. Measuring surface tension of binary mixtures of water + alcohols from the diffraction pattern of surface ripples. Der Chemica Sinica, Rajasthan, v. 2, n. 6, p.212-221, fev. 2011. Disponvel em: . Acesso em: 15 jun. 2015.