TERMODINÂMICA DE SOLUÇÕES DE SURFACTANTES

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Universidade Federal De Juiz De Fora 
Departamento De Farmácia 
Físico-Química Experimental 
 
 
 
DANIELLE CRISTINA GOMES 
 
 
 
 
PRÁTICA 06 
TERMODINÂMICA DE SOLUÇÕES DE SURFACTANTES 
 
 
 
 
PROF. DR. VICTOR GOMES LIMA FERRAZ 
 
 
 
 
 
Governador Valadares 
2022 
1. INTRODUÇÃO 
Entre a classe de compostos anfipáticos, tem-se os surfactantes. Esse tipo de composto 
forma interações com moléculas apolares (hidrofóbicas) e as concentram em sua cauda 
apolar, formando uma micela, de forma com que sua cabeça polar fique mais externa em 
contato com a água. Os surfactantes, em compostos hidrofóbicos, causam uma suspensão 
em soluções aquosas devido a formação dessas micelas. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
É chamada de emulsão uma suspensão de micelas. Exemplos dessa classe são 
detergentes, sabões e emulsificantes, que agem formando uma emulsão com a gordura, de 
forma com que a água consegue facilmente removê-la por meio de interações 
intermoleculares da água com as cabeças polares das micelas. A concentração mínima 
para que haja a iniciação da formação de micelas é denominada concentração micelar 
crítica (CMC), que nessa prática será determinada por condutometria, de forma a encontrá-
la num gráfico de condutividade X concentração do surfactante utilizado. 
 
A utilização de surfactantes na indústria farmacêutica é indescritível como uma das formas 
de aumentar a solubilidade de diversos fármacos, através de mecanismos como 
solubilização micelar e molhabilidade. 
 
2. OBJETIVO 
Aprimorar procedimentos de titulação, utilizando a condutometria para identificação de 
transição de fases, e conteúdos relacionados as leis da termodinâmica. 
3. MATERIAS, REAGENTES E EQUIPAMENTOS MATERIAIS 
• Béqueres de 250 mL; 
• Barra magnética; 
• Espátula; 
• Balão Volumétrico de 100 mL; 
• Vidro de relógio; 
• Bastão de vidro; 
• Papel Toalha; 
• Proveta de 50 mL; 
• Bureta de 25 mL; 
• Suporte de Bureta; 
• 
REAGENTES 
• Dodecil sulfato de sódio (SDS); 
• Água destilada. 
 
EQUIPAMENTOS 
• Balança Analítica; 
• Placa de Agitação Magnética. 
 
4. PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL 
Experimento 1 - Titulação à temperatura ambiente 
Pesou-se 1,442g de SDS numa balança analítica com o auxílio de um relógio de vidro e 
transferiu-se o sólido para um béquer de 100mL. Então, adicionou-se uma quantidade 
menor que 100mL de água destilada no béquer para homogeneizar a solução com o auxílio 
do bastão de vidro. Então, transferiu-se a solução para o balão volumétrico e completou-se 
com água destilada até o volume final de 100mL. Retirou-se uma alíquota de 25mL desta 
solução e adicionou-se a mesma numa bureta. Teve-se que ir ajustando a bureta de forma 
com que não formassem mais bolhas dentro dela. Posicionou-se a bureta no suporte e 
seguiu-se para a segunda parte. 
Mediu-se numa proveta de 50mL, 30mL de água destilada e transferiu-se para um béquer, 
onde foi-se adicionado uma barra magnética e levado para a placa de agitação magnética, 
encontrada logo abaixo da bureta. Inseriu-se os eletrodos de condutividade e temperatura 
no béquer e começou-se a titulação. Para cada 1mL de SDS titulado na água, foi-se 
anotando as variações na condutividade da solução. 
 
Experimento 2 - Titulação à 37 °C. 
Realizou-se os cálculos para a determinação da massa que será necessária para o preparo 
de 100 mL de solução de SDS a 50 mM. Assim carregou-se a bureta de 25 mL com a 
solução pesada até que a vidraria estivesse completa. Inseriu-se os eletrodos no béquer 
com água, ligou-se a agitação da placa magnética e o aquecimento para verificar a 
condutividade e temperatura inicial que deve ser igual a 37°C assim, anotou-se os valores 
encontrados. 
Titulou-se a solução de SDS em água pura, para monitoramento da condutividade 
descartou-se 1,0 ml da solução e assim anotou-se os valores após cada adição até que o 
volume total de 25,0 mL inserido na bureta seja descartado por completo. Os valores 
encontrados foram listados em uma tabela inserida no tópico resultados. 
5. RESULTADOS 
Experimento 1 - Titulação à temperatura ambiente 
Volume: 1,0 mL Calibração: K = 1,1122 
[SDS] = 𝟓𝟎 . 𝟏𝟎−𝟑 M → 0,5 M 
Inicial: 6,003 µ/s 
Temperatura: 24 °C 
 
mL K °C 
1,0 mL 117,6 µ/s 23,4 °C 
2,0 mL 244,3 µ/s 23,4 °C 
3,0 mL 308,6 µ/s 23,4 °C 
4,0 mL 353,6 µ/s 23,3 °C 
5,0 mL 406,2 µ/s 23,3 °C 
6,0 mL 453,0 µ/s 23,3 °C 
7,0 mL 491,8 µ/s 23,2 °C 
8,0 mL 524,5 µ/s 23,2 °C 
9,0 mL 561,0 µ/s 23,2 °C 
10,0 mL 585,9 µ/s 23,2 °C 
11,0 mL 620,9 µ/s 23,2 °C 
12,0 mL 639,9 µ/s 23,2 °C 
13,0 mL 661,0 µ/s 23,2 °C 
14,0 mL 685,7 µ/s 23,2 °C 
15,0 mL 704,4 µ/s 23,2 °C 
16,0 mL 704,4 µ/s 23,2 °C 
17,0 mL 743,8 µ/s 23,2 °C 
18,0 mL 762,1 µ/s 23,2 °C 
19,0 mL 779,1 µ/s 23,2 °C 
20,0 mL 796,1 µ/s 23,2 °C 
21,0 mL 810,0 µ/s 23,1 °C 
22,0 mL 825,6 µ/s 23,1 °C 
23,0 mL 840,3 µ/s 23,1 °C 
24,0 mL 840,3 µ/s 23,1 °C 
25,0 mL 866,2 µ/s 23,1 °C 
 
Gráfico de k versus [SDS] 
Experimento 1 - 23,4°C 
 
 
1 mL 2 mL 3 mL 
c1. v1 = c2. v2 c1. v1 = c2. v2 c1. v1 = c2. v2 
0,05. 1 = c2. 31 0,05. 2 = c2. 32 0,05. 3 = c2. 33 
 c2= 0,0016666 c2= 0,0032258 c2= 0,0046875 
 
4 mL 5 mL 6 mL 
c1. v1 = c2. v2 c1. v1 = c2. v2 c1. v1 = c2. v2 
0,05. 4 = c2. 34 0,05. 5 = c2. 35 0,05. 6 = c2. 36 
c2= 0,0060606 c2= 0,0073529 c2= 0,0085714 
 
7 mL 8 mL 9 mL 
c1. v1 = c2. v2 c1. v1 = c2. v2 c1. v1 = c2. v2 
0,05. 7 = c2. 37 0,05. 8 = c2. 38 0,05. 9 = c2. 39 
 c2= 0,0097222 c2= 0,0108108 c2= 0,0118421 
 
10 mL 11 mL 12 mL 
 c1. v1 = c2. v2 c1. v1 = c2. v2 c1. v1 = c2. v2 
0,05. 10 = c2. 40 0,05. 11 = c2. 41 0,05. 12 = c2. 42 
 
 c2= 0,0128205 c2= 0,01375 c2= 0,0146341 
 
 
13 mL 14 mL 15 mL 
c1. v1 = c2. v2 c1. v1 = c2. v2 c1. v1 = c2. v2 
0,05. 13 = c2. 43 0,05. 14 = c2. 44 0,05. 15 = c2. 45 
c2= 0,0154761 c2= 0,0162790 c2= 0,0170454 
 
 
16 mL 17 mL 18 mL 
c1. v1 = c2. v2 c1. v1 = c2. v2 c1. v1 = c2. v2 
0,05. 16 = c2. 46 0,05. 17 = c2. 47 0,05. 18 = c2. 48 
c2= 0,0177777 c2= 0,0184782 c2= 0,0191489 
 
19 mL 20 mL 21 mL 
c1. v1 = c2. v2 c1. v1 = c2. v2 c1. v1 = c2. v2 
0,05. 19 = c2. 490,05. 20 = c2. 50 0,05. 21 = c2. 51 
 c2= 0,0197916 c2= 0,0204081 c2= 0,021 
 
22 mL 23 mL 24 mL 
c1. v1 = c2. v2 c1. v1 = c2. v2 c1. v1 = c2. v2 
0,05. 22 = c2. 52 0,05. 23 = c2. 53 0,05. 24 = c2. 54 
c2= 0,0215686 c2= 0,0221153 c2= 0,0226415 
 
25 mL 
c1. v1 = c2. v2 
0,05. 25 = c2. 55 
c2= 0,0231481 
 
 
Experimento 2 - Titulação à 37 °C 
Volume: 1,0 mL 
K = 𝟑𝟒𝟑, 𝟓 . 𝟏𝟎−𝟑 
[SDS] = 𝟓𝟎 . 𝟏𝟎−𝟑 M → 0,5 M 
Inicial: 6,003 µ/s 
Temperatura: 38 °C 
 
mL K °C 
1,0 mL 164,1 µ/s 37,9 °C 
2,0 mL 227,6 µ/s 38,1 °C 
3,0 mL 334,2 µ/s 36,7 °C 
4,0 mL 404 µ/s 36,2 °C 
5,0 mL 449 µ/s 35,9 °C 
6,0 mL 492,7 µ/s 35,6 °C 
7,0 mL 565,4 µ/s 35,4 °C 
8,0 mL 609,7 µ/s 34,8 °C 
9,0 mL 675,3 µ/s 34,4 °C 
10,0 mL 730,9 µ/s 34,2 °C 
11,0 mL 740,4 µ/s 33,9 °C 
12,0 mL 776,3 µ/s 33,9 °C 
13,0 mL 791,5 µ/s 34,0 °C 
14,0 mL 804,5 µ/s 34,0 °C 
15,0 mL 922,1 µ/s 34,1 °C 
16,0 mL 939,4 µ/s 34,2 °C 
17,0 mL 970,2 µ/s 34,3 °C 
18,0 mL 1016,3 µ/s 34,4 °C 
19,0 mL 1050 µ/s 36,6 °C 
20,0 mL 1077 µ/s 34,8 °C 
21,0 mL 1099 µ/s 35,1 °C 
22,0 mL 1123 µ/s 35,3 °C 
23,0 mL 1140 µ/s 35,5 °C 
24,0 mL 1157 µ/s 35,7 °C 
25,0 mL 1174 µ/s 35,9 °C 
 
Gráfico de k versus [SDS] 
Experimento 2 – 38°C 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
6. DISCUSSÃO 
Para se medir valores de condutância na condutimetria direta, temos certos tipos de 
eletrodos. Cada um deles terá sua vantagem, sendo importante lembrar que eles não são 
seletivos, pois estão medindo a movimentação de íons, e não reações com eles. No modelo 
ilustrado abaixo o equipamento é utilizado em laboratórios de físico-química, com a 
possibilidade de distanciar os sensores, de forma que quanto mais próximos eles estão 
maiores é a condutância. Isso se explica pelo fato de que em uma menor distância, 
gastasse um tempo menor para a migração dos íons na solução. 
 
 
Figura I. 
7. CONCLUSÃO 
Com esse experimento, compreendeu-se a termodinâmica de soluções surfactantes que 
são importantes para indústrias farmacêuticas, cosméticas e dermocosméticas. 
Entendeu-se o funcionamento do condutivímetro para medir a condutividade da água e da 
solução do surfactante docedil sulfato de sódio (SDS) capaz de reduzir a tensão superficial 
da água. Com os valores obtidos no condutivímetro foi possível obter a concentração 
micelar crítica (CMC), momento no qual o filme superficial formado é homogêneo e a 
solução não aceita mais nenhuma molécula. Comportamento que pode ser observado 
graficamente. 
 
8.REFERÊNCIAS 
http://www.quimica.ufpr.br/hpmf/CQ049%20%20F%C3%ADsicoQu%C3%ADmica%20IV% 
20-%20Turma%20EQB/Aula%201%20-%20Condutividade.pdf 
https://files.cercomp.ufg.br/weby/up/56/o/FQExpServ_CMC.pdf 
SILVA, L. A. Perspectivas e aplicações de agentes surfactantes. p. 506-516. São 
Cristóvão, 2015 
 
9. APÊNDICES / ANEXOS 
 
1) Construa no Microcal Origin ou no MS Excel, os gráficos de k versus [SDS], para cada 
temperatura. 
Anexado em resultados. 
2) Para cada temperatura, determine a cmc e a. 
 
Cmc → 23,4°C = ponto 0,0108108 
 
Cmc → 37°C = 0,0032258 
 
https://files.cercomp.ufg.br/weby/up/56/o/FQExpServ_CMC.pdf
https://files.cercomp.ufg.br/weby/up/56/o/FQExpServ_CMC.pdf
3) Calcule o ∆G°mic para cada temperatura. 
 
∆G = (2 - ). R. T. lncmc 
 
23,4 °C 
∆G (2 - 1,88) 8,31 . 297,35. ln0,01 
∆G = - 9.239,59 J 
 
37°C 
∆G (2 – 0,7496) 8,31 . 310,15 . ln0,01 
∆G = - 14.840,56 J 
 
4) Calcule o ∆H mic e o T∆S°mic. 
∆s= ∆ (∆G) / ∆T 
-5.600,97/ 12,8 = −437,575 J/K 
∆G = ∆H – T. ∆S 
 
-14.840,56 = ∆H – 310,15 . (- 437,575) 
 
∆H = 150.534,44 J 
 
5) Explique porque a1 < a2 no gráfico de condutividade. 
Por que no ponto de cmc ocorre a micelização, o que faz com que a taxa de aumento da 
condutividade diminua. 
6) Explique o mecanismo de micelização com base nos valores de ∆G°mic, ∆H°mic e 
T∆S°mic. 
A micelização ocorre de maneira espontânea e sendo endotérmica, ou seja, absorvendo 
calor. Conforme o sistema absorve calor cedido pela temperatura do banho térmico, ocorre 
maior emulsificação. 
 
7) Escreva um pequeno texto sobre a condutividade de soluções eletrolíticas. 
Condutividade é uma propriedade que muda de acordo com a concentração do íon na 
solução. Em outras palavras, é especificamente uma propriedade do material a uma 
determinada temperatura. Sua unidade é μΩ-1 cm-1. 
A condutimetria baseia-se em medições de condutância das soluções iônicas. Essa 
condutância resulta da soma da contribuição individual de cada íon presente na solução; 
trata-se, portanto, de uma propriedade que não depende de reações específicas ao nível 
de um eletrodo. 
Para um eletrólito forte em água (Lei de Kohlrausch), nós temos que sua dissociação em 
água será total (100% ou 1). Já para um eletrólito fraco, nós não temos uma total 
dissociação em água. Para este último, em baixas concentrações de eletrólito, tem-se 
grande alteração da condutividade, e em grandes concentrações, pouca alteração.