EXPERIMENTO 9 - DETERMINAÇÃO DA CONCENTRAÇÃO MICELAR CRÍTICA DE UM SURFACTANTE POR MEDIDAS DE TENSÃO SUPERFICIAL

Prévia do material em texto

UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA CATARINA
CENTRO DE CIÊNCIAS FÍSICAS E MATEMÁTICAS
FÍSICO-QUÍMICA EXPERIMENTAL
Alunos: Luys Eduardo Oliveira e André Luiz Cacioli
RELATÓRIO DO EXPERIMENTO 9 - DETERMINAÇÃO DA
CONCENTRAÇÃO MICELAR CRÍTICA DE UM SURFACTANTE POR
MEDIDAS DE TENSÃO SUPERFICIAL
NOVEMBRO/FLORIANÓPOLIS
1. OBJETIVOS
O experimento tem como objetivo determinar a tensão superficial e a
concentração micelar crítica de soluções de surfactantes (detergentes) em meio
aquoso.
2. INTRODUÇÃO
A força exercida no plano da superfície de líquidos medida perpendicularmente
à direção da força é definida como tensão superficial (γ) dessa forma, a tensão
superficial é força por unidade de comprimento, ou seja, dina/cm em cgs ou no SI
mN/m (mili Newton por metro).
Deste modo, 1 dina/cm = 1 mN/m 1 dina/cm = 1 erg/cm2 e 1 mN/m = 1 mJ/m2.
De acordo com a regra de Gibbs de 1878, caso a adição de um soluto a uma
solução aquosa aumentar a tensão superficial, a superfície limite irá ser mais diluída
em relação ao interior da solução. Da mesma forma, caso a adição de um soluto a
uma solução aquosa diminuir a tensão superficial da solução, a concentração no
seu interior será menos do que a concentração na superfície limite. No experimento
normalmente os eletrólitos fortes como KCL e NaCl aumentam a tensão superficial,
e no caso dos eletrólitos fracos ou substâncias orgânicas eles diminuem a tensão
superficial da água. Uma amostra dessa situação muito bem conhecida são os
detergentes, que reduzem a tensão superficial da água.
Os detergentes, também nomeado de surfactantes (surface active agents), são
de suma importância pois sua classe de substâncias são fundamentalmente
utilizados para compor emulsões, microesferas, suspensões e aerossol, dessa
forma sendo aproveitado pelas indústrias químicas, farmacêuticas e
cosmetológicas. Assim, sendo a base na formulação de material de limpeza
cosméticos e alguns fármacos, por exemplo.
A substância capaz de diminuir a tensão superficial (γ) da água é um surfactante.
Esta situação decorre do aumento da concentração na superfície da solução,
chamando esse processo de excesso na superfície. Da mesma forma, os
surfactantes apresentam uma estrutura química com uma região hidrofóbica (cadeia
de hidrocarbonetos nomeada de cauda) e uma região hidrofílica ( grupo polar ou
iônico nomeado de cabeça). Exemplo demonstrado
na figura 1.
Consequentemente, a cauda tem afinidade pela água (substâncias polares) e a
cabeça tem afinidade pelo ar ou óleo (substâncias apolares). Por esse motivo, em
meio aquoso os surfactantes tendem a migrar para a superfície buscando
posicionar-se de forma com que a cauda mantenha contato com o ar e a cabeça
volte-se para a solução, figura 2(2). A energia livre no sistema (energia de Gibbs) é
a menor nesse arranjo. O aumento da concentração de surfactante diminui a tensão
superficial da concentração. O limite chamado de concentração micelar crítica
(CMC), é o limite da quantidade de moléculas presentes no filme superficial
(homogêneo) formado pelo surfactante, figura 2 (4). Após a CMC, caso seja
aumentado a concentração, a tensão superficial permanecerá constante. Em
solução, as moléculas do surfactante acima da CMC se remodelam com o objetivo
de reduzir a energia livre do sistema em estruturas denominadas micelas. A região
apolar está unida no interior da micela e a região polar é voltada para o meio
aquoso.
Figura 2. Modelo do comportamento de um surfactante em água.
Em baixo da CMC, o aumento da concentração faz a tensão superficial variar
linearmente. Ocorrências de desvios da linearidade decorrem em condições de
concentração muito baixa ou acima da CMC. Ver figura 3.
Os surfactantes podem ser caracterizados como catiônicos, aniônicos e anfóteros
de acordo com as características das regiões hidrofílicas.
2.1. Procedimento experimental para determinar a CMC
Da mesma forma que os pontos de fusão e ebulição ou o índice de refração de
substância, a CMC de um surfactante também é uma propriedade física muito
importante, ela pode ser determinada pela variação de propriedades físicas como
tensão superficial, condutividade elétricas, entre outros, em conformidade da
concentração do surfactante. Uma descontinuidade na curva é obtida graficamente
onde indica o valor da CMC, Figura 3 Equação 1.
A isoterma de adsorção de Gibbs é a relação entre a tensão superficial e a
concentração de um surfactante, demonstrada na Equação 1:
γ =− Γ𝑅𝑇𝑙𝑛𝐶 (1)
Na equação:
γ : é a tensão superficial;
Γ : é o excesso de concentração;
𝑅 : a constante universal dos gases (8,314 J/mol.K ou 8,314x10³ mJ/m²);
𝑇 : é a temperatura em Kelvin na qual o experimento foi realizado;
𝑙𝑛𝐶 : é o logaritmo natural da concentração.
A resolução da Equação 1 é feita graficamente (figura 3) por γ vs 𝑙𝑛𝐶, onde o
coeficiente angular (a) da equação da reta (y = ax + b) é igual a − Γ𝑅𝑇. Dessa forma,
a área ocupada obtida por moléculas na superfície da solução é a relação entre a
área (A) e o número de avogadro (N = 6,02x10²³), demonstrado na equação 2:
O surfactante dodecil sulfato de sódio (SDC) ou lauril sulfato de sódio
(C12H25SO4NA, ver figura 1) é bastante usado em cosméticos e produtos de
limpeza em geral, sendo também utilizado neste experimento.
2.2. Tensiômetro de Du Nouvy (equipamento para a medida da tensão
superficial)
O dispositivo de precisão que é utilizado para medidas de tensão superficial ou
interface de líquidos como soros, óleos , cosméticos, detergentes , suspensões
coloidais, proteínas em solução, entre outros, chama-se tensiômetro de Du Nouy.
Os resultados são reprodutíveis aproximadamente entre 0,05 dina/cm (no sistema
cgs, é a unidade de força por unidade de comprimento, equivalente a mN/m ou
mJ/m² no sistema internacional SI) e tem potencial de serem obtidos pela leitura
direta na escala do aparelho. É necessário fazer correções nas medidas quando se
almeja medidas mais precisas.
Basicamente o tensiômetro de Du Nouy constitui-se de uma balança de torção
que utiliza de um fio para aplicar a força necessária para fazer a remoção do anel de
platina da superfície do líquido a ser experimentado. O anel deve ser acondicionado
em uma embalagem especial quando não estiver sendo utilizado, pois qualquer erro
poderá anular sua utilização, este anel também é facilmente removido para ser
limpo.
Dessa forma, deve-se tomar medidas de precauções para não inutilizar o anel,
sendo assim, as precauções são :
Não aumentar a tensão sobre o fio a mais de 90 dina/cm, pois pode causar o
rompimento; Como o anel é feito de material inerte e facilmente deformável e feito
de platina (material caro) deve-se tomar muito cuidado para não danificá-lo.
3. PARTE EXPERIMENTAL
3.1. Materiais Utilizados
3.1.1. Reagentes: Dodecil sulfato de sódio (SDS) ou Lauril sulfato de sódio; água
deionizada.
3.1.2. Equipamentos: Tensiômetro de Du Nouy; balança e termômetro.
3.1.3. Vidrarias: 1 béquer de 50 mL; 9 balões volumétricos de 50 mL; frasco para
medida da tensão superficial; frascos lavadores.
3.1.4. Outros: papel para pesagem; espátula
3.2. Mediu-se e anotou-se a temperatura da água a ser usada no preparo das
soluções.
3.3. Preparou-se 50 mL de uma solução 0,10 mol L-1 do SDS da seguinte maneira:
Onde:
M : Molaridade da solução (em mol L-1), m: massa do SDS (em g),
MM : Massa molar do SDS (288,38 g mol-1)
V : Volume (em L). Pesou-se o SDS em um béquer pequeno e se adicionou água
aos poucos até dissolver.
Transferiu-se a mistura para um balão de 50 mL, lavando o béquer várias vezes
e colocando a água de rinsagem no balão. Tomou-se o cuidado para não
ultrapassar os 50 mL.
3.4. Usando a solução 0,10 mol L-1 como estoque, preparou-se 50 mL das soluções
1 a 4 da tabela abaixo. Foram feitos os cálculos usando M1V1 = M2V2, calculou-se
os valores de V1 e se completou a tabela.
Onde:
M1: a molaridade da solução estoque
V1: o volume de solução estoque que se precisou transferir para o balão e
completar com água;M2: a molaridade da solução final;
V2: o volume final (50 mL).
3.5. Aplicou-se o mesmo procedimento do item 3.4, mas usando a solução
1,0x10^-3 mol/L como estoque, preparou-se 50 mL das soluções 5 a 9
3.6. Medida de tensão superficial Foi necessário fazer a limpeza do material com
cautela, uma vez que a tensão superficial é sensível à presença de impurezas.
3.6.1. Começamos determinando a tensão superficial da água pura, fazendo no
quatro leituras. Como parâmetro, sabe-se que a tensão superficial da água pura a
20°C deve ser ~72,0 dina/cm ou 72,0 mN/m ou 72,0 𝑚𝐽/𝑚 2
3.6.2. Colocamos o líquido (~20 mL) no frasco apropriado e limpo. 3.6.3. Colocamos
a escala do medidor na posição zero e com o parafuso (B), Figura 4. Abaixamos a
plataforma até a posição mais baixa.
3.6.4. Colocamos o frasco na plataforma (T, Figura 4). Com o parafuso (B) na sua
posição mais baixa, suspendemos a plataforma e o frasco até o anel tocar a
superfície do líquido.
3.6.5. Aumentamos a tensão do fio de torção usando o parafuso (A) até o ponteiro
do marcador coincidir com o zero do espelho. Aumentamos a torção do fio e
abaixamos a plataforma simultaneamente, mantendo o ponteiro sempre coincidindo
com o zero do espelho até que o anel se desprende da superfície do líquido.
3.6.6. O valor lido na escala no ponto de desprendimento é a força exercida pela
superfície do líquido sobre o anel, ou seja, a tensão superficial aparente.
3.6.7. Foram feitas 3 leituras para cada uma das soluções preparadas.
Determinamos a tensão superficial também para a solução estoque 0,1 mol L-1 e
para a água pura. Os resultados do procedimento podem ser observados na Tabela
2, onde anotamos o valor médio das medidas de tensão superficial.
4. TRATAMENTO DE DADOS
4.1. Veja item 3.4 e 3.5 e complete a tabela 1 com os volumes necessários para
preparar as soluções de 1 a 9. Descreva o procedimento usado para preparar
as soluções e explique porque foram usadas duas soluções de estoque de
concentração diferente.
Tabela 1:
Estoque: 0,10 mol/L Estoque: 0,001 mol/L
Solução 1 2 3 4 5 6 7 8 9
M2
(mol/L)
0,1 5,0x10^-2 1,0x10^-2 5,0x10^-3 1,0x10^-3 5,0x10^-4 1,0x10^-4 5,0x10^-5 5,0x10^-5
V2 (mL) estoque 25 5 2,5 0,5 25 5 2,5 0,5
Para o preparo das soluções, o grupo fez uma série de diluições através do uso
de duas soluções de estoque, para obter as concentrações desejadas. Com o
objetivo de conseguirmos resultados mais precisos, usamos a solução estoque de
0,1 mol/L para preparar as soluções numeradas de 1 a 5. Para as demais, foi
utilizado a solução estoque de 1,0x10^-3mol/L e, assim, o volume pipetado não
seria muito pequeno, o que poderia aumentar a chance de erro no preparo da
solução.
4.2. Faça um gráfico de tensão superficial (γ = 𝑚𝐽/𝑚 ) vs. lnC (C em mol/L)
(ver Figura 3). Obs: lembre-se que 𝑚𝐽/𝑚 2 = 𝑑𝑖𝑛𝑎/𝑐𝑚 = 𝑚𝑁/𝑚
Gráfico em anexo.
Tabela 2:
Valor médio de três
medidas
Concentração (M) lnC Tensão superficial mN m⁻¹
0,1 -2,3 31
0,05 -2,99 36
0,01 -4,6 34
0,005 -5,3 32
0,001 -6,91 43
0,0005 -7,6 51
0,0001 9,21 62
0,00005 -9,9 75
0,00001 -11,51 80
água 80
4.3. Determine o valor da concentração micelar crítica, CMC (ver Figura 3).
Procure na literatura o valor da CMC para o SDS e compare com o valor obtido
experimentalmente. Calcule o erro experimental e discuta sobre a divergência
do valor encontrado. Observe a temperatura
CMCgráfico = 6,75x10^-4 (lnC = -7,3)
CMCliteratura = 8,2x10^−3 mol/L a 25° C ]
Erro experimental = 91,7%
Tal valor de erro se dá pela diferença de temperatura do CMC da literatura e da
temperatura experimental, além de possíveis erros aleatórios imprevisíveis e
sistemáticos. Que resultam na diferença entre o valor da literatura e do obtido pelo
experimento.
4.4. Resolva a equação 1 e obtenha o valor do excesso superficial (Γ) de
surfactante na monocamada adsorvida na superfície da água. Para obter Γ,
determine o coeficiente angular, da porção linear do gráfico (imediatamente
antes da descontinuidade). (Ver Figura 3, Equação 1). Use o coeficiente
angular, y = ax + b; onde 𝑎 = . Use ∆𝑦 ∆𝑥 =− Γ𝑅𝑇 𝑅 = 8, 314. 10 e T = a
temperatura (K) obtida 3𝑚𝐽/𝑚𝑜𝑙. 𝐾 experimentalmente.
4.5. Calcule a área ocupada por molécula de detergente na superfície da água.
Use a Equação 2, 𝐴 = 1/𝑁Γ para encontrar o valor da área ocupada do
surfactante na superfície em ( /molécula) e converta o resultado em /𝑚2 Â2
molécula. Veja o apêndice 1. ( 1 m = Âe 1 = )1010 𝑚2 1020 Â2
4.6. O valor da área ocupada por molécula encontrada é adequado ou é um
valor absurdo? Reflita a respeito e comente sobre o valor encontrado,
lembrando que o comprimento da ligação entre carbono-carbono para um
hidrocarboneto de cadeia linear é de aproximadamente 1,4 Å
O valor obtido: 40,7 /molécula é absurdo quando comparado ao da ligaçãoÂ2
citada acima, essa diferença enorme no valor apresentado pode se dar pela alta
taxa de erro experimental que obtivemos no experimento.
Mas em observação ao experimento realizado o filme superficial se mostrou
completo, entendendo que as moléculas estão próximas , mostrando a repulsão
além da solvatação com a água, aumentando seu volume na área ocupada.
4.7. Observe o perfil do gráfico experimental que obteve para o SDS de γ vs
lnC veja se houve um mínimo próximo ao valor da CMC, ver Figura 3. Para
esta resposta pode usar como base a ref. 1
Observando o gráfico, chegamos a conclusão que o valor mínimo obtido está
próximo ao CMC.
5. QUESTIONÁRIO
5.1. Defina tensão superficial e tensão interfacial.
Na Física, a tensão superficial é um efeito que ocorre na camada superficial de
um líquido que leva a sua superfície a se comportar como uma membrana elástica.
As moléculas situadas no interior de um líquido são atraídas em todas as direções
pelas moléculas vizinhas e, por isso, a resultante das forças que atuam sobre cada
molécula é praticamente nula. As moléculas da superfície do líquido, entretanto,
sofrem apenas atração lateral e inferior. Esta força para o lado e para baixo cria a
tensão na superfície, que faz a mesma comportar-se como uma película elástica.
A noção de tensão superficial aplica-se também à superfície de separação entre
duas substâncias, sendo então denominada tensão interfacial. Ao contrário da
tensão superficial de um líquido, a tensão interfacial de um par de substâncias pode
ser negativa; neste caso a energia potencial de coesão diminui à medida que a área
da interface aumenta, e este aumento se produz espontaneamente por ser a adesão
entre as moléculas mais intensa do que a coesão entre elas. Por exemplo, certos
óleos minerais flutuando sobre água tendem a espalhar-se até constituírem uma
película monomolecular (o que sugere um processo para medir o número de
Avogadro).
Para muitos fins práticos é desejável que as tensões superficial e interfacial sejam
tão baixas quanto possível; é o caso dos lubrificantes (que devem espalhar-se por
todos os pontos das superfícies deslizantes); dos detergentes (que devem
insinuar-se entre duas substâncias para separar uma da outra); de drogas
medicinais.
5.2. Comente a regra de Gibbs para a tensão superficial. Dê 2 exemplos de
substâncias que aumentem a tensão superficial e duas substâncias que
diminuem a tensão superficial da água.
No interior, ou na superfície, o surfactante tem potenciais químicos característicos.
O potencial químico é a Energia Livre de Gibbs associada à adição de uma
molécula em uma determinada fase. Portanto, se há um ganho de energia livre
associado à migração de uma molécula do interior do líquido para sua superfície, o
trabalho necessário para aumentar essa mesma superfície deve ser diminuído pela
mesma quantidade. Desta forma, existe uma associação direta entre a tensão
superficial de um líquido na presença de um surfactante e a diferença de potencial
químico do surfactante na superfície relativamente ao meio da solução. Não
havendo variação de pressão ou temperatura, a variação da energia livre
corresponde à variação dos potenciais químicos.Sendo que eletrólitos fortes, como
NaCl, HCl e HI, tendem a aumentar a tensão superficial, enquanto eletrólitos fracos,
como o ácido acético e hidróxido de magnésio, diminuem.
5.3. Defina micelas? Procure na literatura modelos de micelas e dê exemplos
das diferentes formas.
(Físico-Química): Agregado de moléculas em suspensão que constitui uma das
fases de um colóide. Ex: O sabão dissolve-se na água e forma micelas.
As micelas são estruturas esféricas estáveis formadas por centenas de moléculas
anfipáticas, isto é, moléculas caracterizadas por uma região polar (hidrofílica) e não
polar (hidrofóbica). Assim como as moléculas que as compõem, as micelas têm um
centro fortemente hidrofóbico e sua superfície é “coberta” por grupos polares
hidrofílicos.Eles resultam, na maioria dos casos, da mistura de um grupo de
moléculas anfipáticas com água, por isso é uma maneira de “estabilizar” as regiões
hidrofóbicas de muitas moléculas juntas, fato que é motivado pelo efeito hidrofóbico
e organizado pelas forças de van der Waals.Os modelos de micelas existentes:
temos as esféricas, cilíndricas, bicamadas e inversas. Além disso, as micelas
podem formar diferentes conformações de copolímeros, diblocos e triblocos.
Tanto os detergentes quanto os sabões, assim como certos lipídios celulares,
podem formar micelas, que têm relevância funcional, pelo menos em animais, do
ponto de vista da absorção de gordura e do transporte de substâncias solúveis em
gordura.
Foram propostos vários modelos, entre eles podemos citar: o modelo de gota de
óleo que foi proposto por Hartley, o modelo de micela porosa proposto por Menger,
o modelo de blocos proposto por Fromherz e o modelo de celas proposto por Dill &
Flory.
5.4. Discuta a regra de Traube para os surfactantes. Veja ref. 2
A regra de Traube diz: “Numa solução diluída de surfactante, quanto maior a
cadeia carbônica maior a atividade tensoativa, numa série homóloga de reagentes”.
Então o comprimento da cadeia hidrocarbônica e a atividade de superfície são
expressadas conforme a regra, já a concentração molar é requerida para produzir
diminuição equivalente da tensão superficial, com isso a tensão da água diminui
para cada grupo de adicionado na cadeia hidrocarbônica de soluto. Também é𝐶𝐻
2
possível aplicar a regra de Traube em tensão interfacial em interfaces de
óleo-gordura.
5.5. Descreva outros métodos que poderiam ser usados para determinar a
tensão superficial.
O método da placa de Wilhelmy: Esse método segue lógica similar ao anel de Du
Nouy, no entanto, a emersão não se prolonga até o momento de rompimento, sendo
cessada quando o ângulo de contato da placa com a superfície ou interface se
aproxima a 0.
A força medida pelo equipamento apresenta um comportamento mais dinâmico
do que o anel de Du Nouy, uma vez que, o anel, apenas mede a força máxima do
momento de ângulo de contato 0, enquanto que a placa, permanecendo em contato
com o fluido, obtém a média da variação das forças aplicadas na sua geometria ao
longo do tempo. Esse princípio é de suma importância para avaliar a influência de
surfactantes na interface, uma vez que, a mesma, está em constante alteração
devido ao movimento do surfactante dentro e fora da interface.
Adaptando a equação (1) para a geometria da placa, a tensão superficial pode
ser medida da seguinte forma:
O mesmo procedimento de calibração do tensiômetro é utilizado para que seja
desconsiderado o peso da placa quando a mesma se encontra na posição de
equilíbrio com a interface, de acordo com a Figura . Para se estabelecer uma
voltagem de referência, associada a uma carga de 4,905mN, distribuída por duas
vezes o comprimento L da placa, escreve-se:
Com a máquina regulada para ler uma voltagem de 0.122 Volts quando a placa
estiver submetida a uma carga de 4,905mN, e aplicando-se a equação (4), tem-se,
em mN/m:
5.6. Descreva o que ocorre com a distribuição de íons em interfaces
carregadas, segundo o modelo de Stern. Defina Plano de Cisalhamento,
Eletroforese e Potencial zeta.
Uma determinada região entre o sólido e o final de uma camada, onde os contra
íons ocupam posições rígidas com relação à superfície, é conhecida como Camada
de Stern. A espessura dessa camada, em geral, é pequena equivalente a poucas
fileiras de moléculas de água. Supostamente a distância das interações específicas
são viabilizadas (ligações covalentes, ligações de hidrogênio etc.).
No caso da adsorção de surfactantes ou de moléculas poliméricas, no entanto, a
camada de Stern torna-se mais espessa devido ao comprimento dessas moléculas.
Portanto, os íons adsorvidos nessa camada estão sujeitos a interações
específicas e/ou eletrostáticas.A interação específica em muitos casos supera a
repulsão eletrostática possibilitando a adsorção de co-íons em uma superfície
eletricamente carregada. Os íons mais afastados, no seio da solução, estão
dispersos como no modelo de Gouy-Chapman que leva em consideração a agitação
térmica dos íons.
Plano de Cisalhamento: Plano que separa o líquido da camada de Gouy.
A tensão tem as mesmas unidades que a pressão: força por área. O estresse
normal ocorre quando um componente é colocado em tensão ou compressão. Se
uma haste de metal for esticada verticalmente, uma tensão interna tenderá a resistir
a novas deformações. Essa tensão ocorre em seções transversais horizontais da
barra. A tensão é considerada normal porque é direcionada em um ângulo reto ou
normal para os planos de tensão horizontais.
Eletroforese: é uma técnica baseada na separação de partículas em um
determinado gel de acordo com sua massa e carga. É utilizado um gel de
poliacrilamida que forma uma malha constituída por uma rede de polímeros que
permite a migração de moléculas. Moléculas de menor peso molecular terão mais
facilidade em atravessar a malha do gel, se posicionando assim mais próximas do
catodo; enquanto as moléculas com maior peso apresentam maior dificuldade e se
posicionam mais próximas do anodo. A distância que o fragmento percorreu a partir
do ponto de aplicação é comparada com a distância que outros fragmentos de
tamanhos conhecidos percorreram no mesmo gel.
Potencial Zeta: é o potencial elétrico no plano de cisalhamento de nanopartículas,
gotículas ou colóides. As nanopartículas dispersas em um meio líquido geram uma
carga na superfície, a assim chamada camada dupla. Esta é compensada pela
adição de contra-íons à carga superficial. Quando uma partícula se move numa
solução, os íons movem-se com ela e ocorre uma queda de potencial entre as
diferentes camadas.(pode ser um indicador da estabilidade de uma dispersão,
suspensão ou emulsão. Em geral, quanto maior for a magnitude do potencial, tanto
melhor será a estabilidade da dispersão ou emulsão. Para a estabilidade, não
importa o sinal (positivo ou negativo) que a dispersão tenha. Todavia, o sinal da
dispersão pode ter enorme influência na aplicação da dispersão. )
5.7. Como agem os xampus e condicionadores? Que tipo de surfactantes são
usados nestes cosméticos?
Ambos possuem, em sua formulação, moléculas de surfactantes. Os xampus e
condicionadores diferem, basicamente, na carga do surfactante: o xampu contém
surfactantes aniônicos, enquanto que os condicionadores têm surfactantes
catiônicos.
A necessidade do uso de xampus e condicionadores se dá pelo fato de que o
surfactante presente, solubiliza a sujeira, óleo excessivo, presentes no cabelo. Após
o uso do xampu, o cabelo fica carregado eletrostaticamente, devido à repulsão entre
as moléculas de surfactantes (negativas), portanto o uso do condicionador com seus
surfactantes catiônicos tem-se uma neutralização, pois estes arrastam as moléculas
de xampu ainda presentes no cabelo. O condicionador proporciona uma maior
oleosidade, e uma diminuição das cargas presentes.
5.8. Que tipo de resíduo foi gerado neste experimento e como foram tratados
ou armazenados? Explique.
O experimento gerou soluções de dodecil sulfato de sódio (SDS). Com isso foram
geradas diversassoluções em diferentes concentrações, as soluções mais
concentradas foram guardadas para utilizá-lo com essa finalidade, enquanto que as
soluções mais diluídas foram descartadas na pia. Como ele é um detergente SDS
não é tóxico, mas em excesso pode causar danos ao meio ambiente.
5.9. Assista aos seguintes vídeos e responda:
(https://www.cursinhoparamedicina.com.br/video-aulas/aulas-quimica/tensao-
superficia l-e-surfactantes/ , neste site
https://www.youtube.com/watch?v=7Jsn_QLew-c)
5.9.1. Explique porque o clip de papel afundou quando uma gota de detergente
foi adicionada à água.
Por causa da adição de detergente ou sabão, onde eles são tensoativos ou
surfactantes, assim, eles diminuem a tensão superficial da água , ocorrendo o não
suporte do peso dos clips de papel, fazendo-os afundar.
5.9.2. Explique porque as gotas de líquidos possuem forma esférica.
Todo líquido em queda adota o formato esférico, onde todas as moléculas da
superfície estão sendo atraídas para o interior, assim, sua tendência é sempre
reduzir o máximo a sua área superficial, conforme, cálculos matemáticos a forma
esférica é que possui menor área superficial para um dado volume. Quando se trata
de um aumento no volume em (gotículas de água ou outros líquidos) a forma
esférica se mostra mais achatada , por conta da gravidade.
5.9.3. Explique porque diferentes líquidos puros possuem diferentes valores
da tensão superficial.
Pelo fato, em que, as ligações intermoleculares nos líquidos envolvem ligações,
assim, quanto maior for sua força intermolecular, maior será a tensão superficial de
um líquido apresentado.
6. CONCLUSÃO
O experimento conclui-se permitindo o compreendimento da determinação da
concentração micelar crítica de surfactante. Onde só pode ser determinado através
do equipamento chamado Tensiômetro de Du Nouvy, que nos auxilia na
apresentação de medida de tensão superficial.
https://www.youtube.com/watch?v=7Jsn_QLew-c
Observamos, a partir de cálculos e da representação gráfica, a concentração
necessária de surfactante para o início da formação de micelas e que o surfactante
diminui a tensão superficial da água, apresenta: 6,75x10^-4 mol/L (lnC = -7,3)
diferente aos resultados experimentais da literatura, podendo ser problemas
técnicos a realização do experimento e referentes a temperatura.
Além disso, foi calculados o erro experimental de 91,7%, o que consta a concluir
que pode ter havido mudança de temperatura, erros sistemáticos e aleatórios, bem
como a presença de impurezas
7. BIBLIOGRAFIA
Debacher, N. A.; Experimento 9 - Determinação da Concentração Micelar
Crítica de um Surfactante por Medidas de Tensão Superficial, 2022
Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto Serviço de Documentação
e Informação - Arquivo; “Tensão Superficial” Disponível em:
https://biblioteca.fe.up.pt/arquivo/glossario/tensao-superficial/index.html
ALGO SOBRE ;Prof: Netto. Luiz Ferraz . “Tensão Interfacial” . Disponível em:
https://www.algosobre.com.br/fisica/tensao-interfacial.html
"micela", in Dicionário Priberam da Língua Portuguesa [em linha], 2008-2021,
disponível em: https://dicionario.priberam.org/micela .
Maestrovirtuale; “Micelas,estrutura, função e formação” . Disponível em:
https://maestrovirtuale.com/micelas-estrutura-funcao-e-formacao/ .
PUC-RIO; “AVALIAÇÃO DOS MÉTODOS DE MEDIÇÃO DA TENSÃO
INTERFACIAL DO SISTEMA ÁGUA/HEPTOL” MOREIRA. Orientador: MENDES.
Disponível em:
https://www.puc-rio.br/ensinopesq/ccpg/pibic/relatorio_resumo2017/relatorios
_pdf/ctc/MEC/MEC-Pedro%20Henrique%20de%20Lima%20Ripper%20Moreira.p
df .
MARTINO. Química a Ciência Global; “Tensão Superficial”. Disponível em:
https://www.youtube.com/watch?v=7Jsn_QLew-c .
https://biblioteca.fe.up.pt/arquivo/glossario/tensao-superficial/index.html
https://www.algosobre.com.br/fisica/tensao-interfacial.html
https://dicionario.priberam.org/micela
https://maestrovirtuale.com/micelas-estrutura-funcao-e-formacao/
https://www.puc-rio.br/ensinopesq/ccpg/pibic/relatorio_resumo2017/relatorios_pdf/ctc/MEC/MEC-Pedro%20Henrique%20de%20Lima%20Ripper%20Moreira.pdf
https://www.puc-rio.br/ensinopesq/ccpg/pibic/relatorio_resumo2017/relatorios_pdf/ctc/MEC/MEC-Pedro%20Henrique%20de%20Lima%20Ripper%20Moreira.pdf
https://www.puc-rio.br/ensinopesq/ccpg/pibic/relatorio_resumo2017/relatorios_pdf/ctc/MEC/MEC-Pedro%20Henrique%20de%20Lima%20Ripper%20Moreira.pdf
https://www.youtube.com/watch?v=7Jsn_QLew-c