Determinação potenciométrica da concentração micelar crítica de surfactantes: uma nova aplicação metodológica no ensino de Química

Abstract

Recebido em 16/11/07; aceito em 18/8/08; publicado na web em 5/2/09 POTENCIOMETRIC DETERMINATION OF THE CRITICAL MICELLAR CONCENTRATION OF THE SURFACTANTS: A NEW METHODOLOGICAL APPLICATION IN THE CHEMICAL LEARNING. The participation of the students in the planning, execution and discussion of experimental results is important for the valuation of the role of them in the construction of the chemical knowledge implicited in the approach between education and research. This work relates either the construction of selective membrane electrodes for surfactants and its application in the potenciometric determination of the critical micellar concentration of the sodium dodecyl sulfate (SDS) and dodecyltrimethylammonium bromide (DTAB) surfactants. In adition it´s possible to discuss the potenciometric results in matching with the data valued for the tensiometric and condutimetric traditionally used in the physicalchemistry lessons.Keywords: surfactants; potentiometry; chemistry education. introDuçãoSurfactantes ou agentes tensoativos são moléculas anfifílicas, que se associam espontaneamente em solução aquosa, a partir de uma determinada concentração. Apresentam uma região apolar e outra polar, ou iônica, e podem ser divididos em neutros ou iônicos. Os tensoativos iônicos podem ser catiônicos ou aniônicos ou, ainda, anfóteros, quando ambas as cargas estão presentes no surfactante. 1 Em soluções diluídas as moléculas dos surfactantes apresentam-se dispersas, enquanto que em soluções mais concentradas organizamse em agregados moleculares, que geralmente contêm de 50 a 100 moléculas, denominados micelas.A principal razão que leva os monômeros de surfactantes a se associarem sob a forma de micelas é a diminuição da área de contato entre as cadeias hidrocarbônicas do surfactante e da água. 1 A concentração onde se inicia o processo de formação das micelas, micelização, é denominada concentração micelar crítica (cmc), que é uma propriedade intrínseca e característica do surfactante a uma dada temperatura e concentração eletrolítica.2 São as micelas as responsáveis pela catálise micelar e pela solubilização de gorduras.Durante a formação dos agregados, os grupos hidrofílicos (cabeças) dos surfactantes ficam muito próximos, gerando uma repulsão eletrostática que se opõe ao processo de micelização, conforme ilustrado na Figura 1. Nessa etapa, os contra-íons desempenham um papel fundamental: blindam a carga do agregado e diminuem o potencial elétrico, provocando repulsão entre as cabeças dos monômeros. 1,2O processo de formação dos agregados ocorre num intervalo pequeno de concentrações e pode ser detectado pela variação brusca produzida em determinadas propriedades físico-químicas da solução em função da concentração do surfactante, como mostrado na Figura 2. Os métodos normalmente utilizados na determinação de cmc de surfactantes são a condutimetria e a tensiometria. Neste trabalho propõe-se utilizar a potenciometria como alternativa ao estudo de surfactantes.

Physical properties of botanical surfactants

“…CMC is the saturation point of the solution where micelles are formed and superficial tension reaches its lower stable value, regardless of concentration increasing (Janků et al, 2012;Mulligan, 2005;Rizzatti et al, 2009). The Q. brasiliensis CMC was higher than NSB CMC as well as in most of other studies.…”

Preparation and Characterization of Ternary Emulsion Chitosan/SDS/Hexane

“…Quitosana e Quitina em diferentes formas 11 Surfactantes ou tensoativos são moléculas anfifílicas, que se associam espontaneamente em solução aquosa, a partir de uma determinada concentração. 12 Possuem em sua estrutura molecular um grupo polar (parte hidrofílica) e um apolar (parte hidrofóbica). 13 Os tensoativos podem ser classificados de acordo com a estrutura molecular da parte polar em: catiônico, aniônico, neutro e anfótero.…”

Estudo das dispersões aquosas de nanotubos de carbono utilizando diferentes surfactantes

“…O gráfico de tensão superficial de SDS sem o CNT (Figura 1S, material suplementar) apresentou um mínimo, possivelmente devido à presença de dodecanol, 21 e o valor encontrado de cmc aparente para o SDS foi de 6,2 mmol L -1 , diferente do encontrado na literatura pela mesma técnica para o SDS puro. 22,23 De acordo com Lin et al, 24 a existência de um mínimo ou um pico negativo no gráfico g versus log C pode implicar que o surfactante é uma mistura, mas nenhum pico negativo no gráfico g versus log C não implica que não há nenhuma impureza no surfactante ou que o surfactante seja constituído por um único componente. Uma ruptura clara com nenhum pico negativo no gráfico g versus log C pode ser um dos melhores critérios de pureza surfactante, mas ainda não é uma garantia.…”