SISTEMAS COLOIDAIS: CONCENTRAÇÃO MICELAR CRÍTICA

UNIVERSIDADE FEDERAL DO ESPÍRITO SANTO

CENTRO DE CIÊNCIAS EXATAS

DEPARTAMENTO DE QUÍMICA

Jhony Candeia Littig Pereira

PRÁTICA 7: SISTEMAS COLOIDAIS: CONCENTRAÇÃO MICELAR CRÍTICA (CMC)

VITÓRIA

2018

1. Introdução

Surfactante ou tensoativo é um tipo de molécula que tem caráter anfifílico, ou seja, uma parte apolar e outra polar. Comumente ela tem uma cauda apolar (região hidrofóbica) originada de uma cadeia carbônica linear, ramificada ou com partes cíclicas e uma cabeça polar (região hidrofílica).

No nosso dia a dia existem algumas moléculas que apresentam essas características, como o sabão. Ao utilizar a gordura animal que contem triglicerídeos para fazer uma reação com soda cáustica sob aquecimento, é gerado um sal de ácido graxo (sabão). Essa reação é chamada de saponificação. [1]

[pic 1]

Figura 1: Reação de saponificação. [1]

Ao adicionar um tensoativo em solução aquosa temos uma associação espontânea a partir de uma determinada concentração, denominada concentração micelar crítica (CMC). Como o próprio nome diz, nessa concentração há a formação de micelas que são grandes agregados moleculares de dimensões coloidais. Essas estruturas são termodinamicamente estáveis e de fácil reprodução.

[pic 2]

Figura 2: Representação de uma micela.

A formação das micelas gera mudança nas propriedades físicas da solução, como espalhamento de luz, viscosidade, condutividade elétrica, tensão superficial e outros. A mudança de maior importância é a possibilidade de solubilizar solutos de diferentes características. [2]

Uma das formas de encontrar a CMC de um surfactante é ao se analisar o comportamento da sua condutividade conforme a concentração do surfactante aumenta. Antes de atingir a CMC, o surfactante aumenta consideravelmente a condutividade da solução já que seus monômeros são considerados eletrólitos fortes, porém, ao atingir e ultrapassar a CMC, esse aumento se torna mais brando pela formação das micelas, podendo ser perceptivo pela diminuição do coeficiente angular da reta após atingir a concentração micelar crítica. [3]

2. Objetivos

O objetivo desse trabalho é medir experimentalmente qual a concentração micelar crítica (CMC) do surfactante dodecilsulfato de sódio (SDS) em água e em uma solução salina.

3. Procedimentos

3.1 Determinação da CMC do surfactante

Foi colocado 200 mL de água destilada para ferver com o objetivo de retirar o CO2 dissolvido. Desses 200 mL, 50 mL foram utilizados para preparar uma solução de 40 mmol/L do dodecilsufato de sódio (SDS).

Em seguida, foi adicionado 50 mL da água isenta de CO2 em um bequer de 100 mL e colocado para agitar. A solução de SDS 40 mmol/L foi passada para uma bureta e a mesma colocada acima do bequer que contem água.

A cada 20s, adicionou-se 2 mL da solução de SDS e, com o auxilio de um condutivimetro previamente calibrado, foi medido a condutividade da solução de água isenta de CO2 e da solução a cada adição de 2 mL de SDS. A solução final deverá ter uma concentração de 20 mmol/L de SDS.

3.2 Efeito de aditivos

Utilizando a água isenta de CO2, foi preparado 100 mL de uma solução de NaCl 20 mmol/L. Da mesma forma do procedimento anterior, foi adicionado os 50 mL da solução de NaCl em um bequer e colocado para agitar. Com os outros 50 mL, foram preparados outras solução de SDS 40 mmol/L e passada para uma bureta.

A cada 20s, adicionou-se 2 mL da solução de SDS e, com o auxilio de um condutivimetro previamente calibrado, foi medido a condutividade da solução salina e da solução a cada adição de 2 mL de SDS. A solução final deverá ter uma concentração de 20 mmol/L de SDS.

4. Resultados e Discussões

4.1 Determinação da CMC do surfactante

Como descrito nos procedimentos, foi medido a condutividade da água isenta de CO2 e da solução resultante após cada adição de 2 mL de SDS 40 mmol/L. Os resultados obtidos estão apresentados na Tabela 1.

Tabela 1: Valores de condutividade em µS/cm para as soluções de diferentes concentrações de SDS.

Volume (mL)	Concentração SDS (mmol/L)	Condutividade (µS/cm)	Volume (mL)	Concentração SDS (mmol/L)	Condutividade (µS/cm)
0	0	8,004	26	13,684	1471
2	1,538	188,2	28	14,359	1531
4	2,963	374,6	30	15,000	1579
6	4,286	543,6	32	15,610	1634
8	5,517	689,4	34	16,190	1682
10	6,667	832,3	36	16,744	1740
12	7,742	936,9	38	17,273	1740
14	8,750	1038	40	17,778	1740
16	9,697	1123	42	18,261	1740
18	10,588	1209	44	18,723	1740
20	11,429	1281	46	19,167	1740
22	12,222	1349	48	19,592	1740
24	12,973	1409	50	20,000	1740