Trabalho De Quimica, Polaridade, Solubilidade, Tensao Superficial

POLARIDADE-SOLUBILIDADE

A solubilidade pode ser definida como a máxima quantidade possível de um soluto que pode ser dissolvida em certa quantidade de solvente a uma dada temperatura.

Essa quantidade máxima que pode ser dissolvida é também conhecida por coeficiente de solubilidade ou grau de solubilidade. Mas, a solubilidade de qualquer substância depende, entre outras coisas, do tipo de solvente no qual o soluto está disperso.

Por exemplo, o NaCl (cloreto de sódio - sal de cozinha) é bem solúvel em água, sendo que em 1 L de água a 20ºC, conseguimos solubilizar até 360 gramas desse sal. Mas, quando o solvente muda para a gasolina, nas mesmas condições de volume, temperatura e pressão, o sal não se dissolve.

Por que a solubilidade de uma substância varia tanto de um solvente para outro?

Um dos fatores é a polaridade dos compostos envolvidos. No exemplo citado, temos que o sal é polar, a água também é polar e a gasolina é apolar. O sal é formado por átomos de sódio (Na) e cloro (Cl) que se ligam por meio de ligações iônicas, em que o sódio doa definitivamente um elétron para o cloro, formando os íons Na+ e Cl-. Como esses íons possuem cargas opostas, eles se atraem e se mantêm unidos (Na+Cl-).

Isso nos mostra que o sal é realmente polar, toda ligação iônica é polar, pois existe a diferença de carga elétrica no composto.

Já no caso da água, a ligação existente é covalente, na qual dois átomos de hidrogênio compartilham elétrons com um átomo de oxigênio. A molécula de água possui dois dipolos, com o oxigênio tendo a carga parcialmente negativa e o hidrogênio com a carga parcialmente positiva (δ- O ─ H δ+). Mas, esses dipolos não se cancelam, porque a molécula de água se encontra em um ângulo de 104,5º, mostrando que a distribuição e carga ao longo da molécula não são uniformes. Há uma maior densidade de carga negativa sobre o átomo de oxigênio da molécula. Isso nos mostra que a molécula de água é realmente polar.

Assim, quando misturamos o sal na água, a parte positiva do sal, que são os cátions Na+, é atraída pela parte negativa da água, que é o oxigênio, e a parte negativa do sal (ânions Cl-) é atraída pela parte positiva da água (H+). Consequentemente, a união Na+Cl- é desfeita, solubilizando o sal na água.

Já a gasolina é formada por uma mistura de diferentes hidrocarbonetos, sendo eles apolares, ou seja, a distribuição da carga elétrica da gasolina é uniforme. Assim, não há interação dos íons do sal com a gasolina e ele não se dissolve.

Esses e outros casos parecidos nos levam à seguinte conclusão:

Entretanto, essa não pode ser considerada uma regra geral, pois existem muitos casos de solutos apolares que se dissolvem bem em solventes polares e vice-versa. Desse modo, para entender por que isso ocorre, temos que considerar ainda outro fator: o tipo de força intermolecular do solvente e do soluto.

http://www.brasilescola.com/quimica/relacao-entre-polaridade-solubilidade-das-substancias.htm

TENSÃO SUPERFICIAL

As moléculas de um líquido interagem entre si de várias maneiras. Uma delas é a atração ou repulsão elétrica, se estiverem carregadas ou se suas cargas positivas e negativas não estiverem igualmente distribuídas no espaço. Além disso, sofrem a ação da gravidade e da agitação térmica. No cômputo geral, se o líquido estiver em um recipiente, como um copo, por exemplo, as forças de atração preponderam e impedem que as moléculas se espalhem pelo espaço. O líquido ocupa um volume determinado, formando uma superfície bem definida entre ele e o ar circundante. Surge daí uma diferença clara entre as moléculas da superfície e as que ficam internas no líquido. As que ficam dentro interagem com as demais em todas as direções. Em média, portanto, essas interações (ou forças) se anulam mutuamente. Já as que ficam na superfície só podem interagir com as que estão do lado de dentro. Do lado de fora só existe o ar e as moléculas do ar estão tão separadas uma das outras que seu efeito imediato sobre a superfície líquida pode ser desprezado.

O resultado é que a película que fica na superfície sofre uma atração para dentro do próprio líquido. Essa tendência é contrabalançada pela resistência das moléculas de dentro que só podem ceder espaço até certo ponto. Quando o equilíbrio é alcançado a tendência das moléculas superficiais de penetrarem no líquido é equilibrada pela resistência das demais que estão no interior.

As moléculas da superfície se arranjam de modo a formar a menor área possível para o volume que ocupam. Pode ser demonstrado que essa configuração corresponde à situação de menor energia. Os sistemas físicos gostam de se acomodar em situações de energia mínima. Acontece que, para um dado volume, a forma espacial que tem a menor área é a esfera. As moléculas de água em queda livre se ajuntam de modo a formar gotas esféricas. Isso também explica porque as bolhas dentro de um líquido são esféricas.

Esse fenômeno é descrito como sendo devido à tensão superficial. Observe que a tensão superficial não é nenhuma força ou interação nova, com o mesmo status do peso ou da força elétrica. É apenas um tipo de equilíbrio entre essas forças que já existem no líquido moldando a forma da superfície desse líquido.

Qual a razão desse termo tensão superficial? É fácil admitir que a película de couro de um tambor está tensa. Se fizermos um furo no couro do tambor com uma agulha ele se rasga todo por causa da tensão. Coisa semelhante ocorre na superfície do líquido. Nela se forma uma espécie de pele que é uma camada estreita e tensa, embora a tensão não seja tão grande quanto no tambor. A intensidade dessa tensão depende de que líquido estamos tratando, se ele é puro e da temperatura em que está. Alguns aditivos modificam fortemente a tensão superficial de um líquido. O exemplo mais comum é o dos detergentes que diminuem muito a tensão superficial da água em que são dissolvidos. Com isso, diminui a tendência de formar gotas fazendo com que as moléculas da água tenham maior contato com as fibras dos tecidos. Dessa forma, a sujeira do tecido é mais facilmente deslocada pela água e dissolvida em forma de emulsão.

http://www.seara.ufc.br/tintim/fisica/tensaosuperficial/tintim2-1.htm