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Tensão Superficial da Água

Carolina Batista Professora de Química

Tensão superficial é um fenômeno que ocorre na superfície de líquidos, como a água, formando uma fina película.

Quando a água, em estado líquido, ocupa um recipiente, podemos perceber a separação que há entre o líquido e o ambiente. Isso ocorre porque a interação entre as moléculas de água na superfície é diferente das interações no interior do líquido.

Na superfície, uma molécula de água interage com as moléculas das laterais e abaixo dela. No interior, uma molécula é rodeada por outras moléculas e há interação em todas as direções por meio das ligações de hidrogênio.

É devido à essa propriedade que observamos os fenômenos de formação de uma gota e insetos caminhar sobre a água.

O que é tensão superficial?

Trata-se da formação de uma fina película sob um líquido devido à desigualdade de atrações entre as moléculas que o compõe. Esse fenômeno ocorre de maneira mais acentuada nos líquidos que possuem forças intermoleculares intensas, como a água.

As interações entre as espécies de um líquido são chamadas de forças de coesão. Enquanto que as moléculas no interior de um líquido sofrem atrações por moléculas vizinhas em todas as direções, as moléculas na superfície interagem com as moléculas abaixo e ao lado delas.

Veja como ocorre a tensão superficial na água.

A água (H2O) é uma molécula polar formada por 2 átomos de hidrogênio (polos positivos) e um átomo de oxigênio (polo negativo) unidos por ligações covalentes. O polo positivo de uma molécula é atraído pelo polo negativo da molécula vizinha, formando as ligações de hidrogênio.

Esse tipo de interação no interior do líquido está distribuído em todas as direções. Na superfície, as forças estão direcionadas para baixo e para os lados, pois acima delas não há moléculas de água. Isso faz com que as moléculas da superfície fiquem mais coesas e criem uma película elástica.

A unidade de tensão superficial é dada pelo quociente entre unidade de força e unidade de comprimento, sendo as mais adotadas o dina/centímetro (dina/cm) e newton/metro (N/m).

A água tem uma alta tensão superficial, cujo valor é 72,75 dina/cm. Entretanto, o mercúrio, metal líquido, possui tensão superficial aproximadamente 7 vezes maior que a água, 475 dina/cm.

Quer saber mais? Então confira os textos a seguir:

• Propriedades da Água
• Moléculas Polares e Apolares
• Ligações Químicas

Fenômenos provocados pela tensão superficial

A tensão superficial é responsável por alguns fenômenos que observamos no dia a dia. Os principais são:

Animais que caminham sobre a água

Inseto andando sobre a água.

Insetos, aranhas e outros animais conseguem caminhar ou repousar sobre a água porque nas extremidades de suas patas existem pelos revestidos por uma substância gordurosa e, por isso, não conseguem penetrar entre as moléculas de água que estão unidas na superfície.

Formação de gotas de água

Forma esférica de uma gota de água.

As gotas de água são esféricas devido à contração nas moléculas da superfície provocada pela tensão superficial. A esfera ocorre porque essa é a forma geométrica em que se tem a menor relação entre área superficial e volume. Sendo assim, a forma esférica mantém o menor número de moléculas de água em contato com o ar.

Exercícios sobre tensão superficial da água

1. Um surfactante é uma substância que atua sobre outra para alterar a:

a) Osmolaridade. b) Tensão superficial. c) Eletroforese. d) Viscosidade. e) Pressão osmótica.

Ver Resposta

Alternativa correta: b) Tensão superficial.

a) ERRADA. Osmolaridade está relacionada à quantidade de partículas de soluto que estão contidas em determinado volume de solvente.

b) CORRETA. Tanto os detergentes como os sabões diminuem a tensão superficial da água e são denominadas genericamente de surfactantes, porque as moléculas desses materiais se colocam entre as moléculas de água e diminuem a tensão superficial.

c) ERRADA. Eletroforese é uma técnica de separação de moléculas de acordo com as cargas.

d) ERRADA. Viscosidade é uma propriedade física que determina a resistência de um fluido ao escoamento.

e) ERRADA. Pressão osmótica é uma propriedade coligativa que corresponde a pressão que deve ser exercida em um sistema para impedir que a osmose ocorra espontaneamente.

Saiba mais sobre os assuntos abordados nessa questão:

• Propriedades da matéria
• Pressão osmótica

2. A tensão superficial dos líquidos depende diretamente de processos de interação entre as moléculas, como ligação de hidrogênio, por exemplo. Qual das substâncias abaixo tem maior tensão superficial?

a) benzeno b) octano c) álcool etílico d) tetracloreto de carbono e) ácido etanoico

Ver Resposta

Alternativa correta: e) ácido etanoico.

a) ERRADA. O benzeno é um hidrocarboneto, uma molécula apolar, e não realiza ligações de hidrogênio.

b) ERRADA. O octano é um hidrocarboneto e, por isso, é uma molécula apolar que não realiza ligações de hidrogênio.

c) ERRADA. O álcool etílico é um composto levemente polar que pode realizar ligações de hidrogênio, mas a interação entre as moléculas é limitada.

d) ERRADA. O tetracloreto de carbono é um composto orgânico apolar e, por isso, não realiza ligações de hidrogênio.

e) CORRETA. O grupo funcional do ácido carboxílico (-COOH) pode realizar ligações de hidrogênio tanto com o oxigênio quanto com o hidrogênio da hidroxila.

Saiba mais sobre os assuntos abordados nessa questão:

• Polaridade das moléculas
• Funções Orgânicas

Experimentos sobre tensão superficial

Assista o vídeo a seguir com três experiências que demonstram a tensão superficial.

Água, pimenta e detergente

Água, clipe de papel e detergente

Leite, corante e detergente

3 Science Tricks that Demonstrate Surface Tension Carolina Batista Técnica em Química pelo Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de Pernambuco (2011) e Bacharelada em Química Tecnológica e Industrial pela Universidade Federal de Alagoas (2018).

Veja também

• Exercícios sobre Química Orgânica com gabarito
• Exercícios sobre Propriedades da Matéria
• Ciências da natureza e suas tecnologias
• Propriedades da Água
• Exercícios sobre Funções Orgânicas
• Exercícios de ligações químicas
• Forças intermoleculares
• Questões de Química no Enem