O Concentração Micelar Crítica

...

- Resultados e Discussão

Utilizando o surfactante SDS, que possui um valor de concentração micelar crítica determinado na literatura, realizou-se a construção dos gráficos para determinar o valor da CMC do SDS por condutividade, nas condições experimentais.

A figura 3 ilustra o comportamento de formação das micelas e o ponto no qual ocorre uma mudança de inclinação das retas, ocorrendo assim uma interceptação correspondente à concentração micelar crítica, de modo que acima dele, a variação de condutividade é consequência do aumento das micelas em solução, e o aumento da condutividade com adição do surfactante é menor. Abaixo do ponto correspondente à CMC, a alteração da condutividade é devido à adição de moléculas do surfactante no meio aquoso, pois uma fração dos íons fica livre em solução, isto é, a micela não é completamente formada, o que aumenta a condutividade molar do meio.

[pic 3]

Figura 3: Gráfico da concentração de surfactante por condutividade molar relacionado ao comportamento de formação de micelas

Foram coletadas dados experimentais e, correlacionando-se a condutividade (µS cm-1) e a concentração de surfactante na solução (mmol L-1 ), pode-se estimar a CMC do SDS como 3,49 mmol L -1 (Figura 4). Na literatura, é encontrado um valor de 8,32 mmol L-1 para a CMC de SDS em água. Essa diferença entre os dados pode ser justificada pela instabilidade do condutivímetro utilizado no experimento.

Apesar de o valor não ter se aproximado do teórico, foi possível se observar o ponto da CMC, como ilustra o gráfico abaixo:

[pic 4]

Figura 4: Gráfico da concentração de SDS em água (mmol) por condutividade molar (µS cm-1)

A partir do gráfico da figura 4 é possível obter os valores de αmic, que relaciona coeficientes angulares das retas após e antes da CMC.

= [pic 5][pic 6][pic 7]

αmic= 0,31315

Quanto mais próximo de 1 for o valor de αmic, maior é a quantidade de contra-íons dissociados da micela. Portanto, o valor de 0,31315 representa uma boa formação de micelas de surfactante.

Com a concentração micelar crítica também é possível calcular a energia livre de Gibbs.

mic= RT ln CMC[pic 8]

mic= 8,314462J K−1 mol−1 273 K . ln [pic 9][pic 10]

mic= 8,314462J K−1 mol−1 273 K . (-9,67)[pic 11]

mic= -21,959 [pic 12]

Para que o logaritmo natural tenha um valor adimensional é preciso dividir a concentração micelar crítica pelo concentração molecular da água.

mic= -21,959 [pic 13]

- Conclusão

A técnica potenciométrica é uma ferramenta de baixo custo e de fácil aplicação para o estudo de surfactantes (tensoativos iônicos). No entanto, a concentração micelar crítica do surfactante dodecil sulfato de sódio não se aproximou ao encontrado na literatura, isso pode ser justificado pela instabilidade do condutivímetro utilizado na prática, que prejudicou a obtenção dos dados confiáveis.

- Referências

[1] Shaw, D. J. Introdução à Química dos Colóides e de Superfícies; tradução: Maar, J. H. São Paulo: Edgard Blücher, 1975, p. 53-58.

[2] Felippe, A.C. Auto-associação do colato de sódio (NaC) em misturas com dodecilsulfato de sódio (SDS) e poli(oxietileno)(PEO), 2004.

https://repositorio.ufsc.br/bitstream/handle/123456789/105037/Arlindo_Felippe.pdf?sequence=1

[3] Físico-Química Experimental - 2013 Roteiros para as Experiências http://www.usp.br/massa/2013/qfl2453/pdf/PROTOCOLOSQFL2453-Exp1aExp7.pdf