Agregação de tensoativos em solução aquosa

ÍNDICE

1. Introdução        1

2. Surfactantes        2

2.1. Agregação de tensoativos em solução aquosa        4

2.2. Associação de íons aos agregados        6

2.3. Efeitos da estrutura dos tensoativos sobre as propriedades micelares        6

2.4. Aplicações dos surfactantes        8

3. RMN        9

4. Metodologia        10

4.1. Condições dos experimento de 1H RMN        11

4.2. Ressonância magnética nuclear para agregação de surfactantes catiônicos        12

5. Discussões        14

6. Referências bibliográficas        16

1. Introdução

Os agentes surfactantes ou tensoativos são substâncias que apresentam  em sua estrutura uma porção apolar (hidrofóbica) responsável pela dissolução do tensoativo em uma fase apolar (p.ex. gordura), e uma outra porção polar (hidrofílica) responsável pela dissolução do tensoativo em uma fase polar (p.ex. água), e devido a essa capacidade, o tensoativo pode alterar a tensão superficial da água, por exemplo. As mudanças da estrutura molecular dos surfactantes têm conseqüência importante nas propriedades físico-químicas e, então, na aplicação de cada conjunto (Meyers, 1999).

Os surfactantes catiônicos em D2O foram estudados em espectroscopia de RMN 1H em 500,13 MHz, 298 K (Bazito et al. 1997, Okano et al. 1997), com o intuito de investigar as conseqüências da mudança da estrutura do tensoativo em suas propriedades físico-químicas.

A espectrometria em ressonância magnética nuclear (RMN) é basicamente uma forma de espectrometria de absorção, semelhante à espectrometria no infravermelho ou no ultravioleta. Sob condições apropriadas, uma amostra pode absorver radiação eletromagnética na região de radiofreqüência em uma freqüência governada pelas características estruturais da amostra. A absorção é função de determinados núcleos da molécula. Um registro gráfico das freqüências dos picos de absorção contra suas intensidades constitui-se em um espectro de RMN (Silverstein et al., 1979). A considerável complexidade de muitos espectros torna desejável dispor de técnicas modificadoras ou simplificadoras das feições espectrais, que permitem maior introspecção em seu significado. A troca de prótons por deutérios constitui um expediente desta natureza. A simples agitação da solução da amostra com um excesso de D2O efetua a substituição de prótons ligados a hetero-átomos.

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2. Surfactantes

Os agentes surfactantes ou tensoativos são substâncias que possuem estrutura química que consiste de (1) componentes moleculares que terão pouca atração com uma fase vizinha (ex.: o solvente), normalmente chamada de grupo liofóbico, e (2) unidades químicas que  tem atração forte por esta mesma fase – o grupo liofílico. Isso lhes confere uma grande capacidade de adsorção em interfaces, diminuindo as energias interfaciais, daí seu nome (“surfactant” = “surface active”) (Rosen, 1989). Entretanto, em princípio, a atividade superficial, e conceitos relacionados são aplicados a qualquer sistema composto de no mínimo uma fase condensada, a maioria da literatura científica e tecnológica é relacionada a solventes aquosos e sua interação com a segunda fase. Assim, o termo hidrofóbico é bastante usado no lugar de liofóbico, e hidrófilo no lugar de liofílico (Meyers, 1999).

A região hidrofílica pode ser constituída por grupos iônicos ou não-iônicos polares e é denominada de cabeça ou grupo polar do tensoativo. A região hidrofóbica constitui-se normalmente de uma ou mais cadeias carbônicas, fluorocarbônicas ou siloxânicas, contendo de oito a dezesseis átomos de carbono, sendo denominada cauda ou grupo hidrofóbico do tensoativo.

[pic 1]

[pic 2][pic 3]

Figura 1 – Representação esquemática de uma molécula de tensoativo (Myers, 1999)

Os surfactantes podem ser classificados com base na estrutura do hidrófilo, os subgrupos são definidos pela natureza do hidrófobo. Alguns exemplos estão na Tabela 1.

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Tabela.1 – Alguns exemplos de tensoativos (Myers, 1999).

Aniônicos
CH3(CH2)10CO2Na	dodecanoato de sódio (sabão)
CH3(CH2)11SO4Na	dodecil-sulfato de sódio (SDS)
CH3(CH2)11OCH2CH2SO4Na	dodecil-éter-sulfato de sódio (LESS)
[pic 4]	dodecilbenzeno-sulfonato de sódio
CH3(CH2)10CON(CH3)CH2CO2Na	N-dodecanoil-sarcosinato de sódio
Catiônicos
CH3(CH2)11N(CH3)3Cl	cloreto de trimetildodecilamônio
[pic 5]	cloreto de hexadecilpiridínio
Não-Iônicos
C12H25(CH2CH2O)4OH	éter dodecil-(4)-polioxietilênico (Brij 30)
[pic 6]	dodecanoilato de sorbitano (Span 20)
[pic 7]	dodecil β-D-glucopiranosídeo (um APG)
Zwitteriônicos
C12H25N+(CH3)2CH2CO2-	N-dodecil-N,N-dimetil-betaína
C12H25N+(CH3)2(CH2)3SO3-	3-(N-dodecil-N,N-dimetilamônio)-propano-1-sulfonato