Construção de uma balança simples para determinação da tensão superficial de líquidos

Abstract

Neste trabalho está sendo proposto a construção de uma balança com materiais de baixo custo para determinação da tensão superficial de líquidos. A confiabilidade das medidas foi comprovada comparando os resultados obtidos com aqueles apresentados na literatura para líquidos simples, e empregando o método da ascensão capilar para o caso de outros líquidos. Por este método, os erros sistemáticos dos resultados obtidos foram reduzidos consideravelmente. O princípio de funcionamento do dispositivo consiste na medida da força necessária para desprender uma lâmina de vidro parcialmente imersa em um líquido. Os valores da tensão superficial são calculados com base nos conceitos de momento de forças, e considera as interações intermoleculares entre a lâmina e a superfície do líquido. Palavras-chave: tensão superficial, forças intermoleculares.In the present work, it is suggested the construction of a balance using low-cost materials in order to determine surface tension of liquids. The reliability of the measurements was confirmed by comparing these results with those reported in the literature using capillary rise method for simple liquids. In the proposed method, the systematic errors from the obtained results obtained with this device are reduced considerably. The principle of the device's operation consists of measuring the force required to remove/detach a glass slide partially immersed in a liquid. The values of surface tension are calculated based on concepts of moment of a force (torque) and considering intermolecular interactions between glass and liquid surface. Keywords: surface tension, intermolecular forces. Introdução Conceito de tensão superficialAs moléculas que constituem um líquido estão sujeitas a diferentes forças de interação intermoleculares, dentre as quais as forças de Van der Waals, também denominadas de forças de London [1]. Em sistemas constituídos por fases imiscíveis, a região que limita e distingue as substâncias da misturaé denominada interface. Em um sistema contendo as fases líquida e gasosa, as moléculas do líquido podem se encontrar totalmente imersas no seu interior ou na interface entre as fases. No volume do líquido, uma molécula interage com suas vizinhas em todas as direções. Na região de fronteira entre as fases líquida e gasosa não há interação significativa entre as moléculas de ambas as fases. O motivo distoé que as moléculas localizadas na superfície da fase líquida estão sujeitas a forças assimétricas cuja resultante está direcionada para o interior, formando uma região sob tensão, enquanto a resultante das forças que atua sobre as moléculas no volume do líquidoé nula. Ambas situações estão mostradas esquematicamente na Fig. 1 [2-4].Para o caso de um sistema formado por uma fase líquida e outra gasosa a interfaceé denominada superfície [7]. Levando em consideração que há forças resultantes atuando sobre as moléculas da superfície, esta tem uma propriedade chamada tensão superficial, γ, sendo a constante de proporcionalidade que relaciona o aumento daárea, ∆S, como consequênc...