CMC POR CONDUTIMETRIA

Prévia do material em texto

UNIVERSIDADE FEDERAL DO CEARÁ
DEPARTAMENTO DE QUÍMICA ANALÍTICA E FÍSICO-QUÍMICA 
PROFESSOR (A): ADRIANA NUNES CORREIA
ALUNA: JACKELINE OLIVEIRA DE SOUZA 
CURSO: FARMÁCIA 
DETERMINAÇÃO DA CONCENTRAÇÃO MICELAR CRÍTICA DE UM SURFACTANTE
FORTALEZA, 2016
SUMÁRIO
1. FINALIDADES ------------------------------------------------------------------------- 03 
2. PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL ----------------------------------------------04 
 2.1. Materiais utilizados ----------------------------------------------------------------04 
 2.2. Reagentes e soluções utilizadas ------------------------------------------------- 04 
 2.3. Procedimento experimental ----------------------------------------------------- 04 
3 RESULTADOS E DISCUSSÃO ------------------------------------------------------ 05 
4 CONCLUSÃO --------------------------------------------------------------------------- 12 
REFERÊNCIAS --------------------------------------------------------------------------- 13 
FINALIDADES
Determinar, graficamente, a concentração micelar crítica de um surfactante por condutimetria.
PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL
2.1. Materiais utilizados: 
Condutivímetro B330; 
Célula de 0,78 
Bureta de 50 𝑚𝐿; 
Proveta de 50 𝑚𝐿; 
Béquer de 200 𝑚𝐿. 
2.2. Reagentes e soluções utilizadas: 
Água destilada; 
Dodecilsulfato de sódio 30𝑚𝑀 (SDS). 
2.3. Procedimento experimental: 
Para a realização desse experimento foi utilizado um condutivímetro, aparelho que mede resistência elétrica de uma alíquota e converte internamente esse valor em condutância. Ele já se encontrava calibrado com o auxílio de uma solução padrão de KCl, a qual é utilizada porque seus constituintes apresentarem tamanhos semelhantes. Isso garante com que eles se movimentem com a mesma velocidade entre os pólos temporários formados na célula de condutância que é composta por um filme de platina revestido de platina, oriundos da fonte de corrente alternada a qual o equipamento está conectado, conferindo desta forma um padrão. Depois dessas verificações, a condutância da água foi registrada e então, com o auxílio de uma bureta, uma solução de dodecilsulfato de sódio 30 mM foi adicionada de 2 em 2 mL até 30 mL sob agitação. A condutância foi registrada após cada volume adicionado da solução estoque e, com isso, a concentração da solução foi calculada. 
 
RESULTADOS E DISCUSSÃO
Temperatura: 24°C
Concentração da solução estoque de SDS: 30 mM
Volume inicial de água: 50 mL
Condutância inicial da água (Li): 3,33 µS
Com o intuito de se descobrir a concentração micelar crítica a partir da variação da condutância elétrica pela concentração de Dodecilsulfato de sódio (SDS) em solução, realizou-se o seguinte cálculo para a determinação da concentração da solução resultante após o acréscimo de 2 𝑚𝐿 a cada medida: 
Em que:
𝐶1 é a concentração da solução estoque de SDS; 
𝑉1 é o volume adicionado da solução estoque de SDS; 
𝐶2 é o volume da solução resultante; 
𝑉2 é o volume da solução resultante. 
Deste modo, tem-se que:
 
Para o volume (2):
Para o volume (4):
Para o volume (6):
Para o volume (8):
Para o volume (10):
Para o volume (12):
Para o volume (14):
Para o volume (16):
Para o volume (18):
Para o volume (20):
Para o volume (22):
Para o volume (24):
Para o volume (26): 
Para o volume (28): 
Para o volume (30): 
A condutância final da solução resultante foi medida a partir da seguinte fórmula: 
𝐿𝑓=𝐿𝑜𝑏𝑠−𝐿𝑖
Em que:
𝐿𝑓 é a condutância final da solução resultante; 
𝐿𝑜𝑏𝑠 é a condutância observada no aparelho; 
𝐿𝑖 é a condutância da água destilada.
Deste modo, tem-se que:
Para o volume (2): 
Lf = (90,0-3,33) µS
Lf= 86,7 µS
Para o volume (4):
Lf = (168,3 – 3,33) µS
Lf = 165,0 µS
Para o volume (6):
Lf = (240 - 3,33) µS
Lf= 237 µS
Para o volume (8):
Lf = (289 - 3,33) µS
Lf= 286 µS
Para o volume (10):
Lf = (340 - 3,33) µS
Lf= 337 µS
Para o volume (12):
Lf = (375 - 3,33) µS
Lf= 372 µS
Para o volume (14):
Lf = (409 - 3,33) µS
Lf= 406 µS
Para o volume (16):
Lf = (434 - 3,33) µS
Lf= 431 µS
Para o volume (18):
Lf = (465 - 3,33) µS
Lf= 462 µS
Para o volume (20):
Lf = (492 - 3,33) µS
Lf= 489 µS
Para o volume (22):
Lf = ( 515 - 3,33) µS
Lf= 512 µS
Para o volume (24):
Lf = (535 - 3,33) µS
Lf= 532 µS
Para o volume (26):
Lf = ( 557 - 3,33) µS
Lf= 554 µS
Para o volume (28):
Lf = ( 575 - 3,33) µS
Lf= 572 µS
Para o volume (30):
Lf = ( 593 - 3,33) µS
Lf= 590 µS
Com todos os cálculos feitos, a tabela abaixo está preenchida com os valores do volume de surfactante adicionado em mL, a concentração em milimolar, a condutância observada no aparelho condutivímetro a cada adição de 2 mL na unidade microsiemens e a condutância elétrica final da solução resultante, em microsiemens.
Tabela 01. Volume de surfactante adicionado, concentração da solução resultante, condutância elétrica observada e condutância elétrica final da solução resultante.
	V/ mL
	C / Mm
	Lobs / µS
	Lf / µS
	0
	0,00
	3,33
	0
	2
	1,15
	90,0
	86,7
	4
	2,22
	168,3
	165,0
	6
	3,21
	240
	237
	8
	4,14
	289
	286
	10
	5,00
	340
	337
	12
	5,81
	375
	372
	14
	6,56
	409
	406
	16
	7,27
	434
	431
	18
	7,94
	465
	462
	20
	8,57
	492
	489
	22
	9,17
	515
	512
	24
	9,73
	535
	532
	26
	10,26
	557
	554
	28
	10,77
	575
	572
	30
	11,25
	593
	590
Com isso, temos que a variável dependente (eixo 𝑥) é a concentração (em 𝑚𝑀) e que a variável independente (eixo 𝑦) é a condutância elétrica (𝜇𝑆), pois na realização do experimento, tínhamos o controle da concentração a cada adição de 2 𝑚𝐿 do Dodecilsulfato de sódio (SDS). Para a construção do gráfico foram realizados os seguintes cálculos: 
Cálculo da faixa de variação da concentração e da condutância elétrica 
∆𝐶= Cmaior - Cmenor
∆𝐶=(11,25−0,00)𝑚M
∆𝐶=11,25𝑚𝑀
∆𝐿= Lmaior - Lmenor
∆𝐿=(590−0)𝜇𝑆
∆𝐿=590𝜇𝑆
Em virtude do ∆𝐿 ser maior que ∆𝐶 a condutância elétrica ocupará o maior eixo do papel.
Calculo da escala utilizada 
Marcação dos pontos
P1 (0,00 ; 0 )
30mm→1,87 mM
X1→ (0,00 – 0)mM
X1 = 0 mm
50mm → 118
Y1 → (0 – 0)
Y1 = 0 mm
P2 (1,15 ; 86,7)
30mm →1,87 mM
X2→ (1,15 - 0,00)mM
X2 = 18,45 mm
50mm → 118
Y2→ (86,7 – 0)
Y2= 0 mm
P3 (2,22 ; 165,0)
30mm →1,87 mM
X3→ (2,22- 0,00)mM
X3 = 35,61 mm
50mm → 118
Y3→ (165,0– 0)
Y3= 69,91 mm
P4 (3,21 ; 237)
30mm →1,87 mM
X4→ (3,21 - 0,00)mM
X4 = 51,49 mm
50mm → 118
Y4→ (237 – 0)
Y4= 100,42 mm
P5 (4,14 ; 286)
30mm →1,87 mM
X5→ (4,14 - 0,00)mM
X5 = 66,42 mm
50mm → 118
Y5→ (286 – 0)
Y5= 121,18 mm
P6 (5,00 ; 335)
30mm→1,87 mM
X6→ (5,00 - 0,00)mM
X6 = 80,21 mm
50mm → 118
Y6→ (335– 0)
	Y6= 142,79 mm	
P7 (5,81 ; 372)
30mm →1,87 mM
X7→ (5,81 - 0,00)mM
X7 = 93,21 mm
50mm → 118
Y7→ (372– 0)
Y7= 157,63 mm
P8 (6,56 ; 406)
30mm →1,87 mM
X8→ (6,56 - 0,00)mM
X8 = 105,24 mm
50mm → 118
Y8→ (406 – 0)
Y8= 172,03 mm
P9 ( 7,27 ; 431)
30mm →1,87 mM
X9→ (7,27 - 0,00)mM
X9 = 116,63 mm
50mm → 118
Y9→ (431– 0)
Y9= 182,63 mm
P10 ( 7,94 ; 462)
30mm →1,87 mM
X10→ (7,94- 0,00)mM
X10 = 127,38 mm
50mm → 118
Y10→ (462– 0)
Y10= 198,30 mm
P11 (8,57 ; 489)
30mm →1,87 mM
X11→ (8,57 - 0,00)mM
X11 = 137,48 mm
50mm → 118
Y11→ (489– 0)
Y11= 207,20 mm
P12 ( 9,17 ; 512)
30mm →1,87 mM
X12→ (9,17- 0,00)mM
X12 = 147,11mm
50mm →118
Y12→ (512– 0)
Y12= 216,94 mm
P13 (9,73 ; 532)
30mm →1,87 mM
X13→ (9,73- 0,00)mM
X13 = 156,09mm
50mm → 118
Y13→ (532- 0)
Y13= 225,42 mm
P14 (10,26 ; 554)
30mm →1,87 mM
X14→ (10,26- 0,00)mM
X14 = 164,59 mm
50mm →118
Y14→ (554– 0)
Y14= 234,74 mm
P15 ( 10,77 ; 572)
30mm →1,87 mM
X15→ (10,77- 0,00)mM
X15 = 172,78 mm
50mm → 118
Y15→ (572– 0)
Y15= 242,37 mm
P16 (11,25 ; 590)
30mm →1,87 mM
X16→ (11,25- 0,00)mM
X16 = 180,4 mm
50mm → 118
Y16 → (590– 0)
Y16= 250 mm
Os pontos foram marcados e duas retas foram traçadas, conforme se pode ver na folha de papel milimetrado. O ponto no qual as duas retas se interceptam correspondem à concentração micelar crítica do SDS, de modo que a cima dele, a variação de condutividade é consequência do aumento das micelas em solução. Abaixo do ponto correspondente à CMC, a alteração da condutividade é devida à adição de moléculas do surfactante no meio aquoso, o surfactante se apresenta na forma de monômero, atuando como eletrólito forte.
A interceptação das duas retas não conferiu um valor imposto de concentração milimolar no experimento, sendo preciso realizar uma interpolação linear para a determinação do valor da CMC. Viu-se que o ponto de inflexão se encontrava a 70 mm da origem do eixo x e com isso, o seguinte cálculo foi realizado:
30 mm → 1,87 mM
70 mm → x
X = 4,36 mM ( CMC do SDS)
O valor obtido para CMC do SDS ainda se encontra distante daquele descrito na literatura, que corresponde a 8 mM. Tal disparidade pode ser justificada por diversos erros experimentais ocorridos durante o processo. Ocorreu a formação de bolhas quando se colocou o surfactante na bureta, dificultado a leitura do menisco e conferindo possíveis adições equivocadas de SDS à solução e por fim, fez-se uso de uma vidraria inadequada ao se medir os valores de condutância, pois esta impossibilitava a imersão completa da célula de condutância. 
CONCLUSÃO 
Graficamente, o valor obtido para concentração micelar crítica do dodecilsulfato de sódio (SDS) foi de 4,36 mM, conferindo um desvio do valor estabelecido pela literatura, que é de 8 mM. Esse desvio pode ser justificado por erros experimentais ocorridos durante o procedimento.
REFERÊNCIAS 
ROTEIROS DE PRÁTICAS. Físico-Química Aplicada à Farmácia. 2016.2. Universidade Federal do Ceará - Centro de Ciências. 
MORAES, S.L.; REZENDE, M.O.O. Determinação da concentração micelar crítica de ácidos húmicos por medidas de condutividade e espectroscopia. Química Nova, v. 27, n. 5, p. 701-705, 2004.
https://pt.wikipedia.org/wiki/Dodecil_sulfato_de_s%C3%B3dio> Acesso em: 09 de novembro de 2016, 7h15min.
ATKINS, P.; PAULA, J. Físico-Química. 8. ed. Rio de Janeiro: LTC, 2008.