A importância da análise da tensão interfacial na indústria

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Quando duas substâncias químicas diferentes são colocadas em contato, nem sempre acontece a mistura entre elas, ficando separadas em camadas distintas. Esse fenômeno é bem visível quando tentamos misturar a água e o óleo de cozinha. O óleo, que é menos denso que a água, forma uma fase amarelada que flutua sobre a fase transparente da água. 

Chamamos de Tensão Interfacial a propriedade que existe na fronteira entre duas substâncias que interagem em estado líquido e líquido ou em estado líquido e sólido. A Tensão Interfacial é a propriedade que define a afinidade entre moléculas de substâncias diferentes e a capacidade de mistura entre elas. Quanto maior a tensão interfacial, menor a afinidade, mais definida a divisão entre as camadas, e menor é a capacidade de mistura. 

Quando a tensão interfacial é alta, podemos ter separações bastante nítidas, que é o que acontece com a cera formando bolhas definidas dentro de um um recipiente com água, como acontece em lâmpadas decorativas. Quando existe afinidade entre as substâncias, não existe separação entre elas, que é o caso da mistura de água e álcool presente na coloração única de um aguardente comum. 

A Tensão Interfacial difere da Tensão Superficial. A Tensão Superficial resulta da coesão entre as moléculas de uma substância líquida, a qual em contato com o ar, forma uma película que age como um filme elástico, dando resistência à superfície da substância líquida.

Entender a tensão interfacial é útil para otimizar a mistura com os líquidos ou entender como evitá-la. Essa química é aplicável em vários campos que lidam com revestimentos e superfícies, misturas entre substâncias e a presença de óleos. Temos como exemplo de áreas de aplicação: 

  • indústria farmacêutica, emulsões, pós 
  • indústria do petróleo, recuperação de óleo e processamento 
  • eletrônica 
  • tintas, gráfica, impressão, 
  • biologia, adesão bacteriana 
  • polímero, tratamento de superfície, adesão 
  • medicina, biocompatibilidade, óptica, lente de contato 
  • fibras, setor têxtil 
  • desenvolvimento de surfactantes 
  • emulsificantes cosméticos, alimentícios 
  • automotiva, revestimentos 

Quimicamente o que determina a tensão interfacial são as forças moleculares presentes nas substâncias e as características dessas forças. Elas são responsáveis por facilitar ou dificultar, por exemplo, a adesão de uma tinta em uma superfície ou impedir que a água se misture com o óleo. 

Quando queremos diminuir a Tensão Interfacial e misturar dois líquidos imiscíveis, utilizamos aditivos chamados surfactantes. O surfactante funciona como uma ponte de conexão entre as duas substâncias que à princípio não se misturam. Ele é capaz de aumentar a compatibilidade entre as duas, e fazer com que o óleo se misture com a água. 

Surfactantes possuem na sua estrutura molecular uma região que interage com um dos líquidos e outra que interage com o outro. No caso da água e do óleo, o surfactante possui uma região hidrofílica (com afinidade com a água) e uma região hidrofóbica/lipofílica (que tem afinidade com o óleo). 

Quando trabalhamos com superfícies, misturas de substâncias e com surfactantes, muitas vezes precisamos analisar a Tensão Interfacial, e utilizar equipamentos de qualidade agilizam e otimizam o processo. 

A Krüss, existente desde 1796, trabalha com a ciência da superfície de substâncias, estuda as propriedades da superfície de sólidos e líquidos, e como se comportam em misturas e fabrica dispositivos para analisar de maneira rápida e eficiente as propriedades da Tensão Interfacial.

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