TRABALHO SOBRE FENÔMENOS DE SUPERFÍCIE

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Podemos tomar como exemplo a mistura heterogênea entre água e óleo, onde dizemos que a água é a fase substrato, pois fica embaixo do óleo que é a fase flutuante. As devidas tensões superficiais do substrato (Ys), do flutuante (Yf) e a tensão interfacial (Ys/f). Podemos concluir:

E = wa –wc

E então:

E = [(Yf + Ys) – Ys/f] -2Yf

E = Ys – (Yf+Ys/f)

*wa = trabalho de adesão

*wc = trabalho de coesão

E = coeficiente de espalhabilidade

Ys = tensão superficial do substrato

Yf = tensão superficial do flutuante

É possível afirmar que, se o coeficiente de espalhabilidade for maior que zero, o espalhamento será espontâneo.

A espalhabilidade pode ser dividida em duas fases diferentes: Na primeira, os dois líquidos estão no estado puro, então não consideramos a difusão molecular de uma fase para outra, neste caso a espalhabilidade calculada é a inicial. Na segunda fase, de modo que a composição de cada uma das fases do sistema foi alterada segundo o coeficiente de partição dos componentes do sistema, assim as tenções superficiais dos dois líquidos foram alteradas. No entanto o valor da tensão interfacial mantém-se a mesma. Nessas condições podemos calcular a espalhabilidade final.

3. SURFACTANTES

Os surfactantes ou tensoativos, são uma classe muito utilizada de compostos químicos altamente difundidos nos mais variados setores da indústria como produtos cosméticos, farmacêuticos, de higiênie, tintas, alimentos e muitos outros porém sua principal utilização é em produtos de limpeza como detergentes.

São substâncias que quando adicionadas a um líquido, causam adsorção negativa, ou seja, reduzem (e muito) a tensão superficial deste líquido. Os tensoativos tendem a se concentrar na superfície de contato e podem ser: umectantes, detergentes, emulsionantes e solventes.

Normalmente os surfuctantes são moléculas anfifílicas, ou seja, apresentam região polar e região apolar bem diferenciadas e portanto tem afinidade pela água na região polar que é hidrofílica e também tem afinidade por líquidos apolares e pelo ar na região lipofílica. Usualmente identificamos o grupamento polar de um tensoativo com um carboxilato, um sal de amônio quaternário ou outro grupamento polar, com ou sem carga. A parte apolar na maioria das vezes é identificada por uma cadeia hidrocarbonada longa.

A ação dos surfactantes pode ser exemplificada em sua atividade detergente. Em um sistema óleo-água, o tensoativo prefere ficar na interface, com a parte polar voltada para a fase aquosa e a apolar para a fase oleosa. Podemos usar como exemplo o ato de limpeza/remoção de uma porção de graxa aderida em uma superfície de vidro - nada mais é do que a destruição de uma interface sólido-impureza e a criação de duas novas interfaces: solução-impureza e solução-sólido.

Tensoativos podem ser classificados como:

Catiônicos: são agentes tensoativos que possuem um ou mais grupamentos funcionais que, ao se ionizar em solução aquosa, fornece íons orgânicos carregados positivamente.

Não iônicos: não se ionizam, logo não possuem carga. Os radicais mais comuns são éter, hidroxi, éster.

Aniônicos: são agentes tensoativos que possuem um ou mais grupamentos funcionais e ao se ionizar em solução aquosa, fornece íons orgânicos carregados negativamente e que são responsáveis pela tenso atividade. Exemplos típicos são os quaternários de amônio.

Anfóteros: são agentes tensoativos que contem em sua estrutura tanto o radical ácido inflamável como o básico. Esses compostos quando em solução aquosa exigem características aniônicas ou catiônicas dependendo das condições de pH da solução. Os tensoativos anfóteros mais comuns incluem N-alquil, C-alquil, Betaína e Sultaína.

4. EQUILÍBRIO HIDROFÍLICO-LIPOFÍLICO

Equilíbrio ou balanço Hidrofílico-Lipofílico (EHL), ou em inglês, Hydrophile-Lipophile Balance (HLB) nada mais é do que o peso relativo dos grupamentos hidrofílicos e lipofílicos em uma molécula de tensoativo.

Altos valores no índice EHL correspondem a surfactantes com a parte hidrofílica tendo maior destaque, no entanto valores menores, correspondem a maiores tendências lipofílicas. ): É útil conhecermos o valor de EHL, pois à partir deste descobrimos a aplicação do tensoativo.

Os surfactantes podem ser ordenados conforme seu valor EHL, em uma escala de 0 (onde é absolutamente lipofílico) a 20 (onde é absolutamente hidrofílico) como observamos na tabela abaixo:

Valor EHL Aplicação

3 – 6 Emulsionantes água/óleo (A/O)

7 – 9 Umectantes

8 – 18 Emulsionantes óleo/água (O/A)

11 – 15 Detergentes

15 – 18 Solventes

5. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

CARDOSO, Mayara Lopes. Capilaridade. Disponível