Por que as fraldas descartáveis conquistaram, em pouco tempo, tanto espaço no mercado consumidor? O material utilizado na fabricação dessas fraldas é o poliacrilato de sódio, um polímero capaz de absorver uma quantidade de água equivalente a muitas vezes seu próprio peso. Eis um experimento de fácil execução para o entendimento das propriedades desse polímero.
Materiais necessários
* 1 balança
* 3 fraldas descartáveis
* 3 béqueres de 1 L
* 800 mL de água destilada
* 800 mL de solução de água com açúcar (sacarose) 0,125 mol/L
* 800 mL de solução de água e sal de cozinha (cloreto de sódio) 0,125 mol/L
Meça a massa de cada uma das fraldas.
Mergulhe uma fralda no béquer com água e mantenha-a completamente submersa por 30 segundos. Retire a fralda e aguarde alguns minutos enquanto escorre todo o excesso de água.
Meça novamente a massa da fralda. Repita o procedimento para a solução de sal e para a solução de açúcar. Compare as quantidades de água absorvidas por cada fralda. No preparo da solução de cloreto de sódio pode-se dissolver 5,8g em 800 mL de solução, e para preparar a solução de sacarose pode-se dissolver 34,2g em 800 mL de solução.
Água
Solução de cloreto de sódio
Solução de sacarose
O que ocorre
Massa da Fralda Absorção de água Solução Salina Solução sacarose
Massa medida 31,8g 381,6g 309,9g 328,8g
Ganho de massa 11 vezes 9,7 vezes 9,3 vezes
A absorção de água pelo poliacrilato de sódio se dá por osmose, que é a passagem de solvente (nesse caso, água) de um meio menos concentrado para um meio mais concentrado.
Em contato com a água, os íons sódio desprendem-se, deixando livres os íons carboxilato (-COO-).
Assim a região entre as moléculas do polímero torna-se um meio de alta concentração iônica, enquanto a região externa é menos concentrada. Por isso, grande quantidade de moléculas de água passa para a região interna e fica aprisionada dentro dos flocos, interagindo com as moléculas do polímero por meio de ligações de hidrogênio. Além disso, os íons carboxilato repelem-se uns aos outros, ocasionando um estiramento do polímero. O resultado é um surpreendente aumento de massa do polímero. Como a massa molecular desse material é muito elevada, ele não se dissolve em água, mas sim, torna-se um gel.
Observando os resultados deste experimento, constatamos que houve maior ganho de massa quando a fralda foi imersa em água destilada. Isso indica que, nesse sistema, a diferença de concentração entre as regiões interna e externa do polímero foi muito maior. Na região interna havia íons sódio dissolvidos em água e na região externa, somente água. Isso possibilitou que grande quantidade de água fosse transferida para a região interna por osmose.
Utilizando a solução de açúcar, verificamos que a massa de água absorvida pelo polímero foi menor, pois já havia um soluto (sacarose) dissolvido na solução. Assim, a diferença de concentração entre as regiões interna e externa do polímero não era tão grande quanto no caso da utilização de água destilada.
Assim como no caso do açúcar, a presença de sal dissolvido em água dificultou a passagem do solvente para a região interna do polímero. Porém, para a solução de sal de cozinha, o ganho de massa foi ainda menor. Embora a concentração das duas soluções fosse a mesma, o número de espécies dissolvidas na solução de cloreto de sódio era duas vezes maior, já que cada unidade de NaCl dissocia-se em dois íons (Na+ e Cl-). Por outro lado, a sacarose, sendo uma substância molecular, não se dissocia em água. Por essa razão, cada molécula dá origem a apenas uma espécie dissolvida.
- Material - quanto custa
até 10 reais
Tempo de apresentação
até 10 minutos
Dificuldade
fácil
Segurança
seguro
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