Princípios e propriedades da interfaces

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1 Princípios e propriedades da interfaces

2 Conceitos Interface: Região de dimensões diminutas onde ocorre o encontro de duas ou mais superfícies com propriedades distintas, região onde ocorre a transição destas propriedades

3 Conceitos Tensão Superficial:
Tensão superficial é o trabalho necessário para aumentar a área da superfície de uma unidade, num processo isotérmico e reversível. As moléculas situadas no interior de um líquido são, em média, sujeitas a forças de atração em todas as direções, ao passo que as moléculas situadas, por exemplo, numa superfície de separação líquido-ar estão submetidas a forças de atração não balanceadas ou não equilibradas, do que resulta uma força em força em direção ao interior do líquido.

4 Conceitos Ângulo de contato:
É o ângulo entre as interfaces sólido – líquido e líquido – gás medido através do líquido. Este ângulo é desenvolvido devido às forças de tensão que tendem a separar a partícula e a bolha. q = 0° GÁS SÓLIDO LÍQUIDO Condição de hidrofilicidade máxima: q = 0° (existe na prática) q = 180° GÁS SÓLIDO LÍQUIDO Condição de hidrofobicidade máxima: q = 180° (teórico)

5 Adsorção física e Adsorção química
A adsorção na interfase sólidos – gás é dividida em adsorção física e adsorção química. Interações envolvendo ligação de Van der Waals e forças coulômbicas entre adsorvato (gás ou vapor) e adsorvente (sólido) são consideradas adsorção física. Interações envolvendo ligação iônica, covalente e ponte de hidrogênio são consideradas adsorção química.

6 Adsorção física e Adsorção química
As diferenças entre adsorção física e adsorção química advêm da diferença entre a natureza e as forças das ligações de Van der Waals e forças coulômbicas e a natureza e forças das ligações químicas. A adsorção física é geralmente rápida, reversível, com baixa energia de ativação, pouco específica e possível em multicamadas. A adsorção química é geralmente irreversível, com alta especificidade, com energia de ativação podendo ser alta e no máximo em monocamadas.

7 Potencial Zeta

8 Potencial Zeta Quase todos os materiais macroscópicos ou particulados em contato com um líquido adquirem uma carga elétrica em sua superfície. Essa carga pode aparecer de várias maneiras: a dissociação de grupos ionogênicos na superfície da partícula a adsorção diferencial de íons da solução na superfície da partícula.

9 Potencial Zeta A carga líquida na superfície da partícula afeta a distribuição de íons na sua vizinhança, aumentando a concentração de contraíons junto à superfície. Assim, forma-se uma dupla camada elétrica na interface da partícula com o líquido.

10 Potencial Zeta Essa dupla camada divide-se em duas regiões:
uma região interna que inclui íons fortemente ligados à superfície e uma região exterior onde a distribuição dos íons é determinada pelo equilíbrio entre forcas eletrostáticas e movimento térmico. Dessa forma, o potencial nessa região decai com o aumento da distancia da superfície até, a uma distância suficientemente grande, atingir o potencial da solução. Esse potencial é convencionado como potencial zero.

11 Potencial Zeta Em um campo elétrico, como em microeletroforese, cada partícula e os íons mais fortemente ligados à mesma se movem como uma unidade, e o potencial no plano de cizalhamento entre essa unidade e e o meio circundante é chamada potencial zeta.

12 Potencial Zeta

13 Potencial Zeta Quando uma camada de de macromleculas é adsorvida na superfície da partícula, ela move o plano de cizalhamento para longe da superficie e altera o potencial zeta. Dessa forma, o potencial zeta é função da carga superficial da partícula, de qualquer camada adsorvida na interface com o meio e da natureza e composição do meio que a circunda. Esse potencial pode ser determinado experimentalmente e, como ele reflete a carga efetiva nas partículas, ele se correlaciona com a repulsão eletrostática entre elas e com a estabilidade da suspensão.

14 Potencial Zeta O ponto onde o gráfico passa pelo potencial Zeta zero, é chamado de Ponto Isoelétrico e é muito importante para uma consideração prática. É o ponto onde normalmente o sistema coloidal é menos estável

15 Potencial Zeta