todos nós já brincamos com bolhas de sabão. e elas nos acompanham por toda a vida: escovando os...
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Todos nós já brincamos com bolhas de sabão. E
elas nos acompanham por toda a vida: escovando os dentes, no banho, lavando o automóvel, no colarinho
da cerveja...
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O que são sabões ou detergentes
Os sabões são formados a partir de ácidos graxos extraídos de
gorduras animais ou vegetais e saponificados pela soda caustica (NaOH) ou pela potassa caustica
(KOH) formando o sal correspondente.
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Estas moléculas são também chamadas de surfactantes (surface active agents) e possuem duas regiões
distintas: uma parte polar chamada de cabeça e uma parte apolar formada por
hidrocarbonetos, chamada de cauda.
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Quando em meio aquoso, estas moléculas interagem
tanto com a água que é polar e com o ar ou gorduras que
são apolares.
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Os detergentes mais comuns são formados por moléculas
de ácido sulfônico que reagindo com a soda caustica forma o sulfonato de sódio.
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A bolha é um filme fino de líquido circundado por gás (ar) por todos os lados. Este filme fino, ou no caso de bolhas de
sabão, este filme de sabão tem propriedades elásticas, ele
pode ser esticado ou comprimido. O filme de sabão é composto por moléculas de
sabão e água.
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Da mesma forma que os filmes são formados também
são formadas as bolhas. Neste caso teremos duas camadas de moléculas
formando o filme esférico com uma camada de água
no seu interior.
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As partes apolares das moléculas estarão direcionadas para o ar e a
parte polar das moléculas direcionadas para a água,
formando um filme líquido, cuja espessura depende do volume de
água preza no meio das duas camadas e do tamanho da molécula do surfactante.
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Quando a bolha é formada uma certa quantidade de água fica
preza no interior do filme dando estabilidade ao mesmo.
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Se observarmos uma bolha num dia ensolarado ou
mediante uma luz adequada veremos que haverá mudanças
de cor em sua superfície, similar as cores do arco-íris.
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Esta variação de cores ocorre devido a reflexão da luz em sua
superfície, conforme a espessura do filme mais ou
menos cores serão refletidas ao mesmo tempo passando da cor branca, onde todas as cores são
refletidas, até a pequenos pontos escuros onde não há
reflexão alguma.
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Estes pontos escuros são locais onde a espessura do
filme é menor do que um comprimento de onda da luz
visível portanto não há reflexão e portanto temos a
ausência da cor.
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Usando este princípio é possível portanto medir a
espessura do filme formado, conhecendo o comprimento
de onda da luz incidente.
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Como se organizam em águaNaturalmente, se colocarmos
moléculas desta natureza na água, podemos imaginar que elas se sentirão mais "confortáveis" se
ficarem na superfície de maneira a satisfazer as suas características da
seguinte forma; uma parte imersa em contato com a água e outra parte
direcionada para o ar.
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Deste modo, teremos preferencialmente a formação de uma camada superficial de moléculas colocadas em fila
única até cobrir toda a superfície do recipiente.
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Se a mistura for agitada ou se borbulharmos gás (ar) nesta
mistura, bolhas serão formadas na superfície a
partir da organização molecular na forma de filmes
finos.
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A espuma é formada por um conjunto de bolhas, umas
próximas das outras, formando um imenso tapete
superficial.
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Pelo fato de estarem grudadas umas as outras a sua forma
física não é esférica e sim de um poliedro de faces planas.
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A junção entre as bolhas forma um capilar por onde o líquido pode escorrer até formar um sistema estável
ou colapsar.
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Sobre um copo de cerveja
A espuma tem a função de isolante, ou seja manter o
líquido gelado e de evitar a sua oxidação por contato do líquido com o oxigênio
do ar; desta forma a cerveja não perde sua
qualidade ao ser consumida.
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A espuma também é muito utilizada em extintores de incêndio. Neste caso as
bolhas deverão ser formadas por dióxido de carbono (CO2),
que evita a propagação do fogo por falta de oxigênio.
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Através de um suporte
adequado é possível criar
grandes filmes de sabão ou
detergentes ou fazer grandes
bolhas.
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Desta forma é possível demonstrar várias
propriedades destes filmes como mudanças de cor,
tensão superficial, estabilidade, etc. através das
mudanças de cor pode-se medir a espessura do filme e
prever quando o filme vai colapsar.
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Como fazer ? Como vimos até aqui, podemos estudar a
tensão superficial simplesmente observando as bolhas de sabão. Que tal você mesmo fazer algumas bolhas?Você vai precisar de glicerina.
Faça uma mistura 1:1 (em volume) de glicerina e água.
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Adicione 5% de uma solução de surfactante (como o detergende
de cozinha). Esta será a sua mistura para bolhas. Agora, com arames, construa várias figuras
geométricas, em duas e três dimensões (como, por exemplo,
a estrutura tetraédrica do carbono sp3). Depois, mergulhe
estes arames na solução.
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Observe como que os filmes formados sempre são a
configurações que requerem a menor superfície. Para obter
bolhas, sopre estes filmes.