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Relatorio de tensão superficial
Tipologia: Provas
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Compartilhado em 23/02/2011
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Campina Grande-PB
2010
As moléculas na superfície de um líquido estão sujeitas a forte força de atração das moléculas interiores. A resultante dessas forças, - cuja direção é a mesma de plano tangente à superfície (em qualquer ponto desta) - atua de maneira a que a superfície líquida seja a menor possível. A grandeza desta força, atuando perpendicularmente (por unidade de comprimento) ao plano na superfície é
Forças coesivas existentes entre as moléculas
Nos dois casos, a tensão depende da natureza do líquido, do meio que o rodeia e da
temperatura. Em geral, a tensão superficial diminui com o aumento da temperatura, já que as forças de
coesão diminuem ao aumentar a agitação térmica. Em geral, a tensão superficial diminui com o
aumento da temperatura, já que as forças de coesão diminuem ao aumentar a agitação térmica.
◦Capilaridade
Sempre que se põe um líquido em contato com um sólido produz-se um “cabo de guerra” entre as moléculas, as do sólido puxando para seu lado, as do líquido para o outro. Assim, se derramado água numa lâmina limpa de vidro, o vidro atrairá as moléculas de água mais fortemente do que elas se atraem. Então a água é forçada a se espalhar na superfície do vidro. A ação capilar dos líquidos se deve à tendência dos líquidos de subir pelas paredes de tubos capilares (tubos muito finos) e é uma conseqüência da tensão superficial.
Representação esquemática da formação e desprendimento de uma gota formada a partir de uma capilar
Observa-se que somente a porção mais externa da gota é que alcança a posição de instabilidade e cai. Perto de 40% do líquido que forma a gota permanece ligado ao tubo. Para corrigir o erro causado pelo peso da gota, introduz-se na equação descrita anteriormente o fator de correção f.
Assim:
O fator de correção f é uma função do raio do tubo e do volume da gota. Estes valores são tabelados.
O objetivo do experimento está relacionado á determinação da tenção superficial do álcool etílico (etanol), usando água destilada como substância padrão, a temperatura ambiente de 26 ◦^ C, por meio do uso do Estagnômetro de Traube.
3.1. SUBSTÂNCIA UTILIZADA
● Água destilada; ● Álcool etílico; ● Acetona;
3.2. MATERIAL UTILIZADO
● Termômetro ● Pipeta ● Bureta ● Beckers ● Estalagnômetro de Traube
3.3. METODOLOGIA
► Uso da Pipeta
Inicialmente lavou-se a pipeta com água destilada, conservou-se o instrumento na posição vertical através de um suporte. Colocou-se um volume de não definido de água destilada na pipeta e deixou-se pingar 20 gotas em um Becker seco. Em seguida levou-se para a balança analítica a massa de água e pesou-se e anotou-se resultado. Fez-se esse procedimento duas vezes para tirar a média das massa.O mesmo foi feito com a outra substâncias, no caso álcool etílico.
► Uso da Bureta
Homogeneizou-se o bureta com água destilada e colocou-o no suporte universal, na posição vertical. Colocou-se a água destilada no bureta e deixou-se o líquido escoar 20 gotas, anotando-se a quantidade de gotas e pesando-se o volume de água das mesmas. Repetiu-se o procedimento 3 vezes. Após o término do procedimento para a água, repetiu-se o procedimento para o álcool etílico (etanol), anotando-se os valores para o mesmo.
► Uso do Estalagnômetro
Homogeneizou-se o estalagnômetro com água destilada e colocou-o no suporte universal, na posição vertical. Verificou-se a temperatura 26 ◦^ C e leu-se a pressão atmosférica. Pipetou-se a quantidade da substância necessária para atingir a marca superior do estalagnômetro. Deixou-se o escoar a substância de S até A e contou-se o número de gotas formadas. Inicialmente utilizou-se para as duas medidas água destilada. Anotou-se a quantidade de gotas e pesou-se o volume da mesmas. Repetiu-se o procedimento 3 vezes. Após o término do procedimento para a água, repetiu-se o procedimento para o álcool etílico (etanol), anotando-se os valores para o mesmo. No final da prática lavou-se bem o estalagnômetro com água destilada e deixou-se secar.
x – 11 divisões
x = 0,4545 gota
2ª medição ⇒ 85 gotas – 0,4545 gotas ⇒ 84,5455 gotas
◦ 3ª medição
1 gota – 10 divisões
x – 11 divisões
x = 0,4545 gotas
3ª medição ⇒ 85 gotas – 0,4545 gotas ⇒ 84,5455 gotas
b. O número total de gotas;
Para a água:
n total de gotas = (34 – 0) + (35 – 0,6190) + (35 – 0,6842) → n total de gotas = 34,2322 gotas
3
Para o álcool:
n total de gotas = (84 – 1,1) + (85 – 0,4545) + (85 – 0,4545) → n total de gotas = 83,997 gotas
3
Tensão superficial da água a 26ºC
25ºC – 71,97 dina/cm
26ºC – x
30ºC – 71,18 dina/cm
Calculo da tensão superficial teórica para o álcool etílico:
20ºC – 22,75 dina/cm
26ºC – x
30ºC – 21,80 dina/cm
Erro percentual para o álcool:
▲ Método da Pipeta
▲ Método da Bureta
▲ Método do Estalagnômetro de Traube
Não foi possível calcular o erro percentual para a acetona, por falta de dados na literatura. Para o álcool, o método que apresentou menor erro foi o estalagnômetro de Traube, depois da
pipeta e por ultimo o da bureta.
No método da bureta, inicialmente pode-se controlar a vazão para que a gota se forme em um
intervalo de tempo bem maior, pois quanto menor for a vazão, mais pesada será a gota.
Esperava-se que o método do estalagnômetro apresentasse o menor erro, pois se pôde observar
durante o experimento que com este método formava-se uma gota maior, mais próxima da gota ideal.
Porém o método da pipeta, neste experimento, surpreendeu com um valor de erro percentual próximo
de zero. O método da bureta apresentou erro maior que o do estalagnômetro, o que já era esperado;
também mostrou resultados contrários ao método da pipeta, no qual, o valor da tensão superficial do
álcool foi maior que o da acetona.
Os erros experimentais podem ter ocorrido principalmente devido a má formação da gota, no
caso da bureta, isso acontece no controle da vazão. Além disso, trabalhamos com líquidos bastante
voláteis (álcool e acetona), a evaporação pode ter diminuído o peso das vinte gotas.
gota for maior que a força da tensão superficial versus a circunferência. Alguns resultados não foram
possíveis ser calculados por falta de dados na literatura, mas mesmo assim podemos concluir que o
experimento correu muito bem e os erros que deu é aceitável diante das condições do experimento.
● A Tensão Superficial. Disponível em: http://www.searadaciencia.ufc.br/tintim/fisica/
tensaosuperficial/tintim2.htm. Acesso em: 20 abr 2010.
● As propriedades das superfícies líquidas. Disponível em: http://w3.ufsm.br/juca/tensao.htm. Acesso
em: 20 abr 2010.
● RODRIGUES, D. P. MANUAL DE PRÁTICAS: Tensão Superficial. p.42-46.
● (UAEQ) UNIDADE ACADÊMICA DE ENGENHARIA QUÍMICA. Laboratório de Físico-
Química. Apostila de Físico-Química Experimental I. Universidade Federal de Campina Grande
(UFCG). Campina Grande. 2009.
