Tensão superficial - água/óleo

Tensão superficial - água e óleo

A água, o óleo e o detergente permitem diversos experimentos diferentes porque um é apolar, o outro é polar e o detergente é os dois ao mesmo tempo. Mas, não vamos nos ater a isso nessa atividade, vamos simplificar dizendo que tudo acontece por causa da força da tensão superficial da água.

O óleo e a água não se misturam, por esse motivo é que se formam as manchas de óleo no copo com água. Quanto eu furei a mancha de óleo com a ponta do palito molhada no detergente a tensão superficial da água embaixo do óleo diminuiu, mas essa força continuou no restante da água. É por esse motivo que a mancha de óleo "explodiu" e o óleo foi arremessado para a borda do copo.

Primeiro

A tensão superficial é um efeito que acontece na camada superficial de um líquido, no nosso exemplo a água. Esse efeito cria uma camada elástica e resistente na superfície dos líquidos.

Essa camada é tão resistente que alguns objetos ou seres vivos conseguem até ficar sobre a água sem afundar.

Importante, o mosquito não está flutuando, repare que as patas estão curvando a água sem romper aquela camada elástica formada pela tensão superficial.

Esse efeito ocorre porque as moléculas no interior de um líquido são atraídas umas pelas outras em todas as direções.
           
A água é formada juntando 2 átomos de hidrogênio e 1 átomo de oxigênio. Esses 3 átomos, quando estão juntos, formam a molécula da água – H₂O.

Existe uma brincadeira chamada cabo de guerra, é quando duas ou mais pessoas puxam as pontas de uma corda para disputar quem é mais forte. Mas, se as pessoas possuírem forças iguais, nenhuma das duas vai sair do lugar porque a força nas duas pontas da corda se anula. É isso que acontece no interior dos líquidos, as moléculas são atraídas umas pelas outras em todas as direções, e isso faz com que a força de atração seja anulada.

Acontece que na superfície dos líquidos as moléculas são atraídas para baixo e para os lados, mas não para cima.

É essa força de atração que cria a camada elástica capaz de suportar o peso de alguns objetos e insetos. Como essa força diminuiu embaixo da mancha de óleo por causa do detergente, o lado de fora da mancha foi atraído em todas as direções e por esse motivo ela "explodiu".
    

Tensão superficial - água e óleo

Se possível use um conta-gotas para colocar o óleo no copo com água. Funciona bem com a colher pequena, mas com o conta-gotas o óleo vai ficar com uma forma mais perfeita.

Se possível use um recipiente maior que um copo. Quanto mais água mais vezes será possível repetir a experiência.

Peça para a criança furar a gota de óleo com a ponta do palito limpa e depois com a ponta do palito com detergente.
    

Se possível coloque corante alimentar no copo com água. Sem o corante as manchas de óleo ficam quase invisíveis.

Tensão superficial - água e óleo

Pais
Sempre que possível faça a experiência junto com seu(s) filho(s). Procure explicar o resultado da experiência, isso ajuda a desenvolver a curiosidade e criatividade da criança.

Em 1968, os pesquisadores George Land e Beth Jarman realizaram uma reveladora pesquisa sobre criatividade com um grupo de 1.600 jovens nos EUA com base em testes usados pela NASA para seleção de cientistas e engenheiros.

Resultado

Professores
Essa experiência pode ser utilizada como atividade extracurricular para diversão dos alunos ou para ilustrar uma aula de:
Ciências – para explicar o que é uma molécula, átomo, água, como se formam as gotas de água, etc.
Física - quando falar sobre a tensão superficial dos líquidos, densidade dos corpos, membranas, força de coesão e adesão da água, etc.

Experiência para faze com os alunos

1) Encha 2 copos com água;
    
2) Em um dos copos coloque 2 gotas de detergente;

3) Usando uma colher pequena ou um conta-gotas, coloque umas 3 gotas de óleo dentro dos copos;
    
4) Observe que o copo com água vão aparecer manchas de óleo, no copo com água e detergente as gotas de óleo vão ficar pequenas e perfeitamente redondas.

Porque isso acontece?
O detergente diminui a força da tensão superficial da água, consequentemente a água não vai “puxar” a gota de óleo e por esse motivo ela fica pequena e mais alta.