1- RESUMONeste relatrio sero abordados aspectos mais diretos e as tcnicas de laboratrio a tenso superficial de lquidos. O experimento proposto, foi adaptado para ser mais simples e de melhor entendimento. A tcnica apresentada o mtodo do peso da gota atravs da bureta. Conceitos tericos e prticos sero abordados.

2- INTRODUOA tenso superficial ocorre em interfaces entre um lquido e um vapor, por exemplo, a gua e o ar. Diferentemente das molculas de gua no interior da soluo, h um desequilbrio das foras com as molculas que esto na interface, levando tenso superficial. A tenso tambm pode existir entre dois lquidos imiscveis. A tenso superficial de um lquido ser maior, quanto maiores forem as foras intermoleculares. 1No mtodo do peso da gota, a fora exercida pelo peso de uma gota (m.g) na ponta de uma bureta mxima no momento exatamente anterior ao seu desprendimento da ponta. Neste momento, o peso da gota equilibrado pela tenso superficial do lquido () multiplicada pelo permetro (2.r) da ponta da bureta. Assim, a tenso superficial de um lquido pode ser calculada pela medida da massa (m) de uma gota deste lquido 2, de acordo com a Equao 1:

H neste caso a necessidade de corrigir o volume da gota pela introduo de um fator de correo ( f ), devido ao fato desta no se separar na forma esfrica.

Tensoativo um tipo de molcula que apresenta uma parte com caracterstica apolar ligada a uma outra parte com caracterstica polar. Dessa forma, esse tipo de molcula polar e apolar ao mesmo tempo. Essas propriedades so capazes de modificar as propriedade superficiais do solvente. Quando se dissolve um tensoativo em gua, a soluo ter sua tenso superficial diminuda em relao quela da gua inicial. Quando adiciona-se tensoativos na gua ele passa a ocupar as superfcies lquidoar e lquidoslido, o que diminui a tenso superficial. A partir da concentrao em que no h mais reduo da tenso superficial, as molculas do tensoativo passam a se localizar distribudas no meio da soluo, estando disposio para o incio da organizao de micelas dentro da soluo. Essa concentrao a j discutida concentrao micelar crtica (CMC). 33- OBJETIVODeterminar a tenso superficial da gua atravs do mtodo da gota, testar o emprego da bureta comum para a obteno das gotas e observar a influncia da adio do agente tesoativo SDS (dodecil sulfato de sdio) na tenso superficial.

4- MATERIAIS E MTODOSMateriais Bales volumtricos de 50 mL, bureta de 25 mL, Becker de 100 mL e de 50 mL, pipeta Pasteur, suporte universal, garra, balana analtica, gua destilada e soluo de SDS (dodecil sulfato de sdio).MtodosEm bales volumtricos de 50 mL preparou-se 8 solues de SDS com as seguintes concentraes: 1,0 mM; 3,0 mM; 5,0 mM; 7,0 mM; 8,0 mM; 9,0 mM; 11,0 mM e 18,0 mM. Em outro balo volumtrico adicionou-se apenas gua destilada. Montou-se a aparelhagem de acordo com a figura 1. Pesou-se o Becker vazio. Primeiramente colocou-se a gua na bureta, ajustou-se o menisco e anotou-se o volume. Ajustou-se a vazo para 1 gota por minuto. Recolheu-se 10 gotas do lquido no Becker, pesou-se o Becker com as gotas e em seguida anotou-se o novo volume da bureta. Repetiu-se o processo com as solues de SDS em ordem crescente de concentrao, no houve a necessidade de anotar o novo volume da bureta.

Figura 1: modelo para montagem da aparelhagem.

5- RESULTADOS E DISCUES

(1)Para determinar a tenso superficial de uma substncia usa-se a Lei da Tate:

Onde: m = massa da gota idealr = raio do tubog = acelerao da gravidadePrimeiramente determinou-se o raio da bureta para em seguida, determinar a tenso das solues. Nesse experimento usou-se a massa de uma gota de uma substncia, cujo valor da tenso superficial era conhecido, nesse caso, a gua. Na tabela 1, pode-se observar os valores das massas de uma gota de gua para tubos de diferentes dimetros.Tabela 1: Massa da gota de gua que se desprende de tubos de diferentes dimetros.

Massa da gota (g)Raio do tudo (cm)

0,0469010,14769

0,0546780,17750

0,0597000,19666

0,0680260,23052

(2)Na tabela 3 se encontra os valores da massa do Becker vazio e do Becker com 10 gotas de gua. Calculou-se a massa de gua contida em 1 gota, atravs da equao (2).

gUsou-se a tabela 1 para determinar o raio da bureta para essa massa de gua calculada:

0,054678 -0,17750 0,05515 - r 0,059700 - 0,19666Aps uma interpolao dos dados da tabela, determinou-se o raio da bureta.r = 0,1792 cmFoi utilizada uma bureta de 25 mL no experimento. Aps os recolhimento das 10 gotas de gua anotou-se o novo volume da bureta: 24,4 mL. A diferena entre o volume da bureta cheia e seu novo volume aps o recolhimento das 10 gotas o volume das 10 gotas de gua.

(3)O peso de uma gota sempre menor que o peso ideal da gota. Por esse motivo, para determinar a tenso superficial introduz-se na equao (2) o fator de correo f.

O fator de correo uma funo do raio do tubo e do volume da gota. A tabela 2 apresenta o fator de correo.

Tabela 2: fator de correo para o mtodo do peso da gota.

r/V1/3f

0,400,6828

0,450,6669

0,500,6515

0,550,6362

Aps uma interpolao dos dados da tabela 2, determinou-se o fator de correo : 0,45 -0,6669 0,46 - f 0,50 - 0,6515f = 0,66376A tenso superficial da gua foi obtida atravs da equao (3): Onde : m = 5,52 x 10-5 Kgg= 9,8 m/sr = 1,79 x 10-3 m = 3,14f = 0,66376

Substituiu-se os dados da tabela 3 na equao (2) para determinar a massa da gota para cada soluo de SDS. Uma vez determinado o raio da bureta e o fator de correo f, as tenses superficiais das demais solues foram calculadas usando a equao (1). Os valores da massa da gota para todas as solues e suas respectivas tenses superficiais calculadas atravs da frmula (1), esto reunidas na tabela 4.

Tabela 4: Dados da massa da gota de cada soluo e sua respectiva tenso.

Concentrao (mM)Massa da gota (g)Tenso (Nm-1)

gua0,055150,07235

Soluo 11,00,051660,06778

Soluo 23,00,038960,05111

Soluo 35,00,029710,03898

Soluo 47,00,029720,03899

Soluo 58,00,028800,03778

Soluo 69,00,027070,03551

Soluo 711,00,027250,03575

Soluo 818,00,026540,03481

Tabela 3: Dados da massa de cada soluo de SDS com suas mdias.

Becker vazioMdia Becker vazioBecker com soluo Mdia Becker com soluo

gua51,464051,464152,016652,0156

51,464252,0156

51,464152,0148

Soluo 1 31,921931,922432,440232,4390

31,922632,4386

31,922632,4383

Soluo 231,406431,405431,795631,7950

31,405631,7949

31,404231,7944

Soluo 331,038331,040031,337631,3371

31,041231,3365

31,040631,3372

Soluo 425,401125,400825,698625,6980

25,400925,6975

25,400325,6980

Soluo 534,723934,724235,012135,0122

34,724035,0131

34,724635,0126

Soluo 630,930930,930931,201831,2016

30,930731,2011

30,931031,2019

Soluo 731,708031,707531,980031,9800

31,707131,9808

31,707531,9793

Soluo 832,104832,104532,370232,3699

32,104332,3701

32,104432,3694

Os dados da tabela 4, mostram que a tenso superficial diminui com o aumento da concentrao de SDS na gua e em concentraes muito altas a tenso superficial praticamente no alterada. Quando presentes em solues aquosas de baixas concentraes, as molculas de surfactantes encontram-se na superfcie da gua, formando o filme superficial, ou no interior da soluo, isoladas ou aos pares. 4Em baixas concentraes como no caso da soluo 1, a concentrao de surfactante no suficiente para a saturao da superfcie, e a tenso superficial praticamente no alterada. Nas solues 2, 3, 4 e 5, observa-se uma diminuio da tenso superficial e com o aumento da concentrao, como nas solues 6, 7 e 8, formam-se as micelas, agregados de 50 ou mais monmeros, que adotam a forma esfrica. Aps saturar a superfcie, a adio de novas molculas de tensoativo tem pouco efeito sobre o valor da tenso superficial, principalmente aps atingirem uma certa concentrao crtica (CMC), onde se formam espontaneamente agregados moleculares de dimenses coloidais, chamados micelas. A CMC determinada a partir do segundo ponto de inflexo da curva exibida no grfico 1. Acima da CMC no existe um aumento significativo no nmero de partculas isoladas e, consequentemente, a fora de coeso das molculas da superfcie pouco modificada e no se observam mais efeitos significativos sobre a tenso superficial da soluo. 4

Grfico 1: variao da tenso superficial com a concentrao de SDS.

Acima da CMC no existe um aumento significativo no nmero de partculas isoladas e, consequentemente, a fora de coeso das molculas da superfcie pouco modificada e no se observam mais efeitos significativos sobre a tenso superficial da soluo. 4O erro percentual da tenso superficial da gua foi calculado atravs da frmula (4):

Erro = (tenso tabelada) (tenso medida) * 100 (4) (tenso tabelada)

Erro = (0,07200) (0,07235) * 100 (0,07200)

Erro = 0,5 %

6- QUESTIONRIO A. Defina tenso superficial e tenso interfacial.

A tenso superficial ocorre pelo no balanceamento de atrao das molculas da superfcie. Cada molcula de gua sofre forte atrao das molculas vizinhas. Cada molcula de gua tem um nmero de molculas vizinhas que a atraem, mas a soma vetorial das foras de atrao tem uma resultante nula, j que h vizinhas por todos os lados. No entanto, isso no ocorre com as molculas de gua que esto na superfcie. As molculas de gua localizadas na superfcie sofrem a atrao das molculas abaixo delas, mas no tm molculas de gua acima delas. Isto faz com que as molculas da superfcie estejam desbalanceadas, ou seja, com uma fora resultante de atrao perpendicular superfcie e voltada para dentro do lquido. Esta fora est permanentemente puxando as molculas de gua da superfcie para dentro do lquido. A tenso pode tambm existir entre dois lquidos imiscveis, sendo ento chamada de tenso interfacial.

B. D exemplos de substncias que aumentem a tenso superficial da gua.Alguns solutos tais como, sais inicos, de um modo geral aumentam a tenso superficial de solues aquosas acima do valor da tenso superficial da gua.C. Como so constitudos e como se classificam os surfactantes? D exemplos. Tensoativos so substncias (como, por exemplo, um detergente) adicionadas aos lquidos para aumentar a sua capacidade de espalhamento ou de umectao atravs da reduo da tenso superficial. As molculas dos tensoativos so constitudas por uma parte polar solvel em gua (hidroflica) e uma poro apolar solvel em leo (hidrfoba ou lipoflica). Os tensoativos so comumente classificados em quatro grupos, de acordo com o diferente comportamento da dissociao inica e com a maneira como ocorre a migrao da parte representativa do tensoativo durante uma eletrlise. Assim, temos: a) Aninicos: dissociam-se, e a carga que tem a caracterstica tensoativa negativa. A migrao para o nodo. So usados como matria-prima detergente para a indstria qumica e cosmtica e como emulsionantes. Como exemplos desta classe de produtos, pode-se citar os alquil sulfatos e alquil sulfonatos de sdio, e os steres do cido fosfrico. b) No-inicos: no se dissociam, e no migram nem para o nodo, nem para o ctodo. So independentes da dureza da gua e do pH. So usados como emulsionantes na indstria txtil, cosmtica, metalrgica e de detergentes, e como dispersantes de pigmentos. Como exemplo desta classe de produtos, pode-se citar os compostos etoxilados. c) Catinicos: dissociam-se, e a carga que tem a caracterstica tensoativa positiva. A migrao para o ctodo. So usados como antiestticos, amaciantes, auxiliares na indstria txtil, bactericidas, umectantes, dispersantes e inibidores de corroso. Os sais quaternrios de amnio so tensoativos classificados neste grupo. d) Anfteros: reunem caractersticas aninicas e catinicas na mesma molcula e migram para o nodo se o pH for maior que 7 e para o ctodo em pH inferior a 7. So usados como agentes de hidrofobao, detergentes e espessantes. Exemplo: steres que contm o grupo amino (-NH2).D. Desenhe estrutura de uma micela.

E. Como agem os xampus ?Cada fio de cabelo constitudo basicamente de protenas formadas por cadeias longas e paralelas de aminocidos ligados entre si. H trs modos pelos quais elas podem conectar-se umas s outras: por ligaes de hidrognio, por ligaes inicas entre grupos cidos e bsicos e por ligaes dissulfeto. Esses trs tipos so chamados de ligaes laterais de cadeia e so responsveis pelas interaes inter e intracapilarA maior parte da sujeira do cabelo adere na camada de sebo. Se o sebo puder ser removido, as partculas slidas de sujeira tambm o sero. A gua fria, por si s, no consegue dissolver gotculas de sebo (lipoflicas); na presena da micela do sabo ou do detergente sinttico, contudo, a parte central apolar captura as gotculas de leo, formando uma emulso, pois as mesmas so solveis no centro apolar.

6- CONCLUSOO mtodo do peso da gota se apresenta como uma tcnica simples e eficaz para a determinao da tenso superficial, podendo facilmente substituir mtodos mais complexos. Possveis erros podem ter acontecido em virtude da temperatura do ambiente e no processo de gotejamento da bureta. O mtodo validado comparando as tenses superficiais tabeladas da gua e seu valor calculado em laboratrio, o erro calculado foi de 0,5 %.

7- BIBLIOGRAFIA1. Husmann, S., Orth, E. S., Ensino da Tenso Superficial na Graduao Atravs de Experimentos Fceis que no Requerem Infraestrutura Laboratorial. Rev. Virtual Quimica., v. 7,n. 3, p 823-834, 2015.2. Neto. E.,T., MALTA, M.,M., DOS SANTOS, R.,G., Medidas de tenso superficial pelo mtodo de contagem de gotas: descrio do mtodo e experimentos com tensoativos no-inicos etoxilados. Qum. Nova,v.32, n.1, So Paulo,2009.3. DALTIN, D., Tensoativos: qumica, propriedades e aplicaes. Blucher, So Paulo, 2011.4. Behring, J.,B., Lucas, M., Machado, C., Barcellos, I., O., Adaptao no mtodo do peso da gota para determinao da tenso superficial: um mtodo simplificado para a quantificao da cmc de surfactantes no ensino da qumica. Quimica Nova, v. 27, n. 3, p 492-495, 2004.BARBOSA, A., B., DA SILVA, R., R., Xampus. Qumica nova na escola, n.2, p 3-6, 1995.FILHA, A., M., B., B., COSTA, V., G., BIZZO, H., R., Avaliao da qualidade de detergentes a partir do volume de espuma formado. Qumica nova na escola, n.9, p 43-45, 1999.