A TENSÃO SUPERFICIAL E CAPILARIDADE

TENSÃO SUPERFICIAL E CAPILARIDADE: os movimentos e as relações da água

Linieli Mariá Santos da Costa

Jamilly Silva Gomes Maryana Tursi Gonçalves Ambrózio Fabiana Reis de Santana e Santos

RESUMO - A água é um solvente universal, uma substância inorgânica e polar. Existe um fenômeno chamado pontes de hidrogênio que é basicamente uma molécula de água unida a outra molécula de água pela coesão (ligação). Além da atração entre as moléculas de água ao se ligarem, elas podem formar uma película resistente, a qual permitem a ocorrência da tensão superficial. Relacionado a isso, as interações entre as forças de adesão (atração) e coesão da molécula de água, ocorre um fenômeno chamado de capilaridade. A água possui sua polaridade, sendo atraída somente por moléculas polares (adesão). Assim, neste trabalho relatamos alguns fenômenos conforme nos experimentos de capilaridade e tensão superficial, que podem ser explicados em função de como a capilaridade, tensão superficial e pontes de hidrogênio funcionam.

Palavras-chave:        Capilaridade.        Tensão        superficial.        Polaridade.        Pontes        de Hidrogênio.

INTRODUÇÃO

As moléculas de água estão unidas através das pontes de hidrogênio. Essa união entre as moléculas é chamada de coesão, que é a capacidade que uma substância tem de permanecer unida, resistindo à separação.

Podemos observar essa coesão em uma gota de água sobre uma superfície, formando uma espécie de película resistente, pois as moléculas

estão fortemente aderidas umas às outras. Essa força de atração entre as moléculas permite que haja um fenômeno chamado de tensão superficial, que pode ser verificado na superfície de separação entre dois fluidos não miscíveis, mas depende da natureza desses compostos e da temperatura do meio.

No caso da água, é como se houvesse um filme de água na[pic 1]

[pic 2]superfície, por isso alguns insetos conseguem pousar sobre a água sem afundar. A água possui uma tensão superficial maior que dos outros líquidos. Além das forças de coesão, a água também pode se aderir a outras moléculas. Isso pode ocorrer devido a sua polaridade.

A água tende a atrair e ser atraída por outras moléculas polares, o que é denominado de adesão. As moléculas de água não se ligam com moléculas apolares, ou seja, não há adesão entre elas. Por conta disso, ela não se distribui igualmente sobre uma superfície encerada, e forma gotículas isoladas sobre ela, pois a cera é apolar.

A capilaridade é um fenômeno físico resultante das interações entre as forças de adesão e coesão da molécula de água, sendo devido à esta propriedade que a água desliza através das paredes de tubos ou entre poros de alguns materiais.

MATERIAIS E MÉTODOS

O experimento sobre capilaridade e tensão superficial, foi separado em três práticas. Na primeira prática de capilaridade (A), utilizou-se cinco béqueres de 250ml; três corantes alimentícios (amarelo, azul e vermelho); e quatro papeis de guardanapo. O

primeiro procedimento foi encher três béqueres de 250ml com 200ml de água da torneira, sendo acrescentado cada corante em um béquer, até que suas cores estivessem bem visíveis. Em seguida, colocou-se os béqueres em fileira e entre eles um béquer vazio, ligando-os com uma ponte feita de papeis de guardanapo (Fig.1).

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Figura 1: Capilaridade A. Fonte: Autoral.

A segunda prática de tensão superficial, utilizou-se um béquer de 150ml; um clipe metálico; um guardanapo e detergente. Em um béquer, colocou-se 150ml de água da torneira e um pedaço do guardanapo sobre a água, e sobre ele, um clipe. Assim que o clipe se estabilizou, foi retirado o papel guardanapo e acrescentadas algumas gotas de detergente na água, fazendo com que o clipe afunde (Fig. 2).

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Figura 2: Tensão Superficial. Fonte: Autoral.

Para a terceira prática sobre capilaridade (B), foi utilizada uma rosa branca; dois béqueres de 250ml; dois corantes alimentícios; e um estilete. Foram preenchidos os dois béqueres com 250ml de água da torneira e colocado corantes de cores diferentes (azul e vermelho) em cada béquer. Com um estilete, cortou-se o meio do caule da rosa, encaixando cada “perninha” do caule em um béquer. Este experimento foi visualizado no dia seguinte (Fig. 3).

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Figura 3: Capilaridade B. Fonte: Autoral.

RESULTADOS E DISCUSSÃO

Prática 1 – Capilaridade A: capilaridade usando guardanapos como meio de condução

Esta prática foi avaliada em três momentos: logo após a realização do experimento, na manhã e na noite seguinte.

Assim que os guardanapos foram inseridos nos béqueres com água tingida já pode-se ver a condução da água por meio deles, que ficaram tingidos para além da altura que estavam submersos (fig.4A).

Cerca de 20 a 30 minutos após ser feito o experimento, os guardanapos já estavam completamente embebidos e tingidos, e em um dos béqueres vazios já havia acúmulo de líquido amarelo (fig.4B).

Na manhã seguinte à realização do experimento, os béqueres que estavam vazios já se encontravam bastante preenchidos, com quase cerca de 200ml.

Por fim, na noite seguinte ao experimento, os volumes nos béqueres originalmente vazios estavam maiores que na avaliação da manhã (fig.4C). Também vale ressaltar que nestes béqueres os líquidos tinham cores diferentes das originais da água misturada aos 3 corantes (azul, amarelo e vermelho), indicando que houve mistura entre os líquidos dos béqueres, principalmente do azul com amarelo e do amarelo com vermelho.

Neste        experimento        os

[pic 7]guardanapos funcionaram como tubos condutores, ou seja, capilares, em que as forças de coesão e adesão permitiram o transporte de líquidos de um béquer para o outro. A força de coesão existente entre as moléculas de água é possibilitada pela ligação entre suas moléculas de água feita pelas pontes de hidrogênio; já a adesão, também fundamental para a condução da água neste caso, adere as moléculas de água às paredes das fibras do guardanapo (Experimentoteca, 2016). Desta forma, nesta prática foi possível observar este processo de capilaridade e suas forças atuantes.

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