RELATÓRIO DE FÍSICO QUÍMICA EXPERIMENTAL II

Prévia do material em texto

UNIVERSIDADE ESTADUAL VALE DO ACARAÚ- UVA 
CENTRO DE CIÊNCIAS EXATAS E TECNOLOGIA- CCET 
CURSO DE LICENCIATURA EM QUÍMICA 
DISCIPLINA: FÍSICO-QUÍMICA EXPERIMENTAL II 
PROFESSORES: WALBER HENRIQUE E SARA BRAGA 
 
 
CONCENTRAÇÃO MICELAR CRÍTICA DO DODECILSULFATO DE SÓDIO 
 
 
 
ELIELSON SOUZA ARAÚJO 
 
 
 
 
 SOBRAL- CE 
ABRIL DE 2018
 
 
ELIELSON SOUZA ARAUJO 
 
 
 
 
 
 
CONCENTRAÇÃO MICELAR CRÍTICA DO DODECILSULFATO DE SÓDIO 
 
 
 
 
Relatório da prática de Concentração 
Micelar Critica do Dodecilsulfato de Sódio 
apresentado ao curso de Licenciatura em 
Química referente à disciplina de Físico-
Químca Experimental II, sob a orientação 
dos Professores Walber Henrique e Sara 
Braga. 
 
 
 
 
 
 
 
SOBRAL- CE 
ABRIL DE 2018 
 
 
 
SUMÁRIO 
 
1- INTRODUÇÃO ................................................................................... 3 
2- OBJETIVO ......................................................................................... 5 
3- METODOLOGIAS EXPERIMENTAIS ................................................ 5 
3.1 MATERAIS ....................................................................................... 5 
3.2 REAGENTES ................................................................................... 5 
4- PROCEDIMENTOS EXPERIMENTAIS .............................................. 5 
5- RESULTADOS E DISCUSSÃO ......................................................... 6 
6- CONCLUSÃO .................................................................................... 9 
7- REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ................................................ 10 
 
3 
 
1- INTRODUÇÃO 
 
Tensoativo, ou surfactante, é uma molécula que apresenta em sua cadeia 
uma parte com a propriedade polar ligada a outra parte apolar, dessa forma, essa 
molécula é polar e apolar ao mesmo tempo. A parte com característica apolar 
geralmente é formada por hidrocarbonetos e a parte polar é constituída de 
elementos que apresentam concentração de cargas elétricas. 
Os tensoativos podem ser classificados em aniônicos, catiônicos, anfóteros e 
não iônicos. Chama-se de aniônicos aqueles que apresentam grupamentos 
carregados negativamente na parte hidrofílica, sendo, portanto, muito solúveis em 
água. Os catiônicos possuem grupamentos carregados positivamente, são os que 
ao se ionizarem em água, não se solubilizam. “Os anfóteros são os que possuem 
em sua estrutura”, pois, as mesmas estão dispersas por vários átomos de oxigênio 
espalhados por uma cadeia polimérica, são os chamados não iônicos. 
Um tensoativo, por apresentar características hidrofílica e lipofílica, não 
consegue serem estáveis na sua dissolução, por isso, quando o mesmo é 
adicionado à água suas moléculas tentam se arranjar de modo a minimizar a 
repulsão entre grupos hidrofóbicos e a água, os grupos polares ficam na solução 
aquosa, e os grupos apolares ficam na interface, para minimizar o contato com a 
água. 
Em solução aquosa, as moléculas surfactantes que apresentam afinidade 
podem se encontrar, esses encontros podem se dar de tal modo que suas partes 
hidrofóbicas acabam se unindo. Como essas partes das moléculas não apresentam 
estabilidade em água existe a tendência de essas moléculas se agruparem. Essa 
organização encontra mais moléculas que se somam ao grupo, gerando uma 
estrutura que é organizada pela proximidade de suas partes hidrofóbicas e expõe as 
partes hidrofílicas ao meio aquoso. Essas estruturas crescem e se organizam. Esse 
tipo de estrutura é chamado de micela. 
Para cada tipo de tensoativo existe uma concentração na qual se dá início à 
formação de micelas. Essa concentração, portanto, é uma característica físico-
química do tensoativo utilizado e é chamada de concentração micelar crítica (CMC). 
4 
 
É possível determinar a concentração micelar crítica medindo-se a tensão 
superficial do líquido a diferentes concentrações do surfactante e construindo um 
gráfico da tensão superficial versus a concentração molar, ou ainda medir a 
condutividade da solução a diferentes concentrações do surfactante e construir um 
gráfico correspondente. 
A condutimetria mede a condutividade elétrica de soluções através da análise 
de iões. Como os surfactantes se comportam antes da formação de micelas, como 
partículas elétricas livres, a condutividade dos mesmos a diferentes concentrações, 
pode determinar a CMC. A relação será linear, então, obtêm-se uma reta que 
expressa essa relação - condutividade e concentração molar. Como a partir da 
concentração micelar crítica, a adição de moléculas de surfactantes leva à formação 
de micelas e a quantidade de partículas livres adicionadas se reduz drasticamente, a 
reta terá uma inclinação menor (ver figura 1.1), então, a concentração micelar crítica 
poderá ser determinado pelo encontro dessas duas retas. 
 
 
FIGURA 01- Condutividade elétrica versus concentração molar do SDS. 
 
 
 
 
FONTE: RIZZATI; ZANETE; MELLO/ 2009. 
 
 
5 
 
2- OBJETIVO 
 
Este trabalho sugeriu trabalhar com o dodecil sulfato de sódio (SDS) – 
surfactante aniônico, molécula de 12 átomos de carbonos ligados a um grupo sulfato 
– o objetivo foi determinar a concentração micelar crítica (CMC) do mesmo com o 
auxílio do condutivímetro. 
 
3- METODOLOGIAS EXPERIMENTAIS 
 
3.1 MATERAIS 
 Pipeta volumétrica de 50 mL; 
 Condutivímetro micro processado; 
 Erlenmeyer de 125 mL; 
 Suporte universal; 
 Béqueres de 250 e 500 mL; 
 Pisseta; 
 Pera de sucção; 
 Bureta de 50 mL; 
 Barra magnética; 
 Balão volumétrico de 100 mL; 
 Agitador magnético. 
 
3.2 REAGENTES 
 Água destilada; 
 Solução de SDS 30 mmol/L (dodecilsulfato de sódio). 
 
 
4- PROCEDIMENTOS EXPERIMENTAIS 
 
 Preparar o volume de 100 mL de solução do dodecilsulfato de sódio 
(SDS) à concentração de 30 mM (30 milimolar, ou seja, 30. 10 – 3 
mol.L– 1); 
6 
 
 Calibrar o condutivímetro com emprego de uma solução padrão de 
KCl; 
 Transferir parte da solução estoque de SDS, preparada acima, para o 
interior de uma bureta de 50 mL de volume e adicionar o SDS de 2 a 2 
mL até totalizar 40 mL, sob agitação. Ler a condutância da solução 
depois de cada adição e calcular a concentração em cada caso. 
 Por meio dos valores obtidos construa um gráfico, tendo a 
condutividade equivalente em função das concentrações molares do 
SDS. 
 
 
5- RESULTADOS E DISCUSSÃO 
 
Para a obtenção dos dados foi usado à técnica da condutimetria, na qual se 
anotou os valores obtidos à medida que um novo volume de SDS era adicionado à 
solução de água. Considerou a condutividade da mesma, 4,25 μS.cm-1, a uma 
temperatura de 26,6 °C. Na tabela a seguir (Tabela 01) são demonstrados os 
valores obtidos no experimento de condutividade e concentração da amostra. 
 
Tabela 01. Valores de volumes adicionados e volumes das amostras e 
condutividades. 
 
Medida Volume 
adicionado 
(mL) 
Condutividade 
(µS/cm-1) 
Volume 
final da 
amostra 
(mL) 
Concentração 
molar da amostra 
(mmol/L) 
 0 4,25 50 0 
1ª 2 78,18-4,25= 73,93 52 1,15 
2ª 4 154,8-4,25= 150,55 54 2,23 
3ª 6 220,1-4,25= 215,85 56 3,21 
4ª 8 280,1-4,25= 275,85 58 4,13 
5ª 10 322,7-4,25= 318,45 60 5 
6ª 12 376,2-4,25= 371,95 62 5,80 
7 
 
7ª 14 418,3-4,25= 414,05 64 6,56 
8ª 16 456,4-4,25= 452,15 66 7,27 
9ª 18 494,9-4,25= 490,65 68 7,94 
10ª 20 522,2-4,25= 517,95 70 8,57 
11ª 22 547,6-4,25= 543,35 72 9,16 
12ª 24 568,8-4,25= 564,55 74 9,72 
13ª26 591,3-4,25= 587,05 76 10,26 
14ª 28 609,1-4,25= 604,85 78 10,76 
15ª 30 625,1-4,25= 620,85 80 11,25 
16ª 32 643,8-4,25= 639,55 82 11,70 
17ª 34 655,7-4,25= 651,45 84 12,146 
18ª 36 667,3-4,25= 663,05 86 12,55 
19ª 38 683,1-4,25= 678,85 88 12,95 
20ª 40 696,3-4,25= 692,05 90 13,34 
 
No início do experimento foi feita a leitura da condutividade apenas dá água, e 
em seguida foi-se adicionado dois mL de SDS e medindo a condutividade para cada 
volume adicionado. Desse valor de condutividade foi subtraído o valor da água, que 
está na segunda coluna da tabela. 
 
Para obtenção da concentração final (Cf) fez-se uso da fórmula: 
Vi Ci = Vf Cf. 
Onde, Vi e Ci são, respectivamente, volume e concentração inicial, e Vf Cf são 
volume e concentração final. 
Em seguida, com os valores encontrados de concentração e condutividade, 
foi utilizado o programa software Origin para a elaboração do gráfico e traçar as 
duas retas, e no mesmo programa obter-se as equações das retas e com essas 
duas equações foi-se obtido o valor da Concentração Micelar Crítica. 
 
 
8 
 
Para obter a CMC foi necessário igualar as duas equações das retas: 
 
Y1= 15,12244 + 60,66177 x R²= 0,99762 
Y2= 214,15211 + 35,9985x R²= 0,99725 
 
Igualando-se as duas equações obtêm-se: 
Y1=Y2 
15,12244 + 60,66177 x = 214,15211 + 35,9985x 
 
Gráfico 01. 
 
FONTE: Autoria Própria/2018. 
9 
 
É possível observar que “em baixas concentrações os surfactantes (ou 
monômeros de surfactantes) encontram-se em equilíbrio na solução e adsorvidos 
nas interfaces. Com o aumento da concentração, a adsorção aumenta, saturando a 
superfície da solução. Neste ponto, a adição de surfactantes provoca agregação da 
parte hidrofóbica das moléculas resultando em micelas. Acima da CMC não existe 
um aumento significativo no número de surfactantes isolados” (RIZZATTI e 
ZANETTE, 2009, p. 520). 
Nota-se que a condutividade elétrica, a partir do momento em que chega na 
CMC, não apresenta um aumento tão acentuado, como aconteceu no início da 
prática, isso por que ao formar as micelas, o número de surfactantes diminui e, 
consequentemente, estes conduzem menos. O ponto de encontro entre as duas 
retas corresponde à concentração micelar crítica (CMC), onde, através da leitura do 
gráfico é possível estimar o valor do mesmo. 
A concentração micelar critica do SDS obtida foi de aproximadamente 8,069 
mmol/L-1. Na literatura é conhecido um valor de CMC para o mesmo em água de 8,1 
mmol/L-1. Dessa forma, comparando os valores, podemos concluir que houve uma 
diferença pequena entre o valor teórico e experimental, pode-se justificar essa 
diferença com as condições no qual o experimento foi realizado. Isso pode ser 
explicado pelas condições em que o experimento foi realizado, como variação de 
temperatura e calibragem incorreta do condutivímetro. 
 
 
6- CONCLUSÃO 
 Em suma, a utilização do condutivímetro é um método válido para 
determinação da concentração micelar crítica de surfactantes. A técnica consiste em 
medir a condução elétrica de soluções iônicas, a diferentes concentrações. Pode-se 
observar que a condutividade elétrica, a partir da CMC, tem uma diminuição no seu 
acréscimo. Estabeleceu-se uma relação entre a condutividade e a concentração 
molar a partir de um gráfico, encontrou-se então a CMC pelo encontro das retas. E 
os valores encontrados na prática não diferirem muito com o da literatura, podemos 
afirmar que a mesma foi eficiente para aprendizagem do conteúdo. Sendo assim, os 
resultados aqui apresentados foram satisfatórios. 
10 
 
7- REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 
 
ATKINS, P.; PAULA, J. Físico-Química. 8ª. Ed. Rio de Janeiro: LTC, 2008. 
MORAES, S.L.; REZENDE, M.O.O. Determinação da concentração micelar 
crítica de ácidos húmicos por medidas de condutividade e espectroscopia. In: 
http://www.scielo.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0100-40422004000500004. 
Química Nova. Nº 5, nov. 2004, pag. 701-705. 
 
RANGEL, R.N. Práticas de Físico-Química. 3ª. Ed. São Paulo: Edgar Blucher, 
2006. 
RIZZATTI, I.M.; ZANETTE, D.; MELLO, L.C. Determinação Potenciométrica da 
Concentração Micelar Crítica de Surfactantes: Uma Nova Aplicação 
Metodológica no Ensino de Química. In: 
http://www.scielo.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0100-4042200900020004 
.Química Nova. Nº 32, set. 2009, pag. 518-521. 
DAMASCENO, Ticiane; AGOSTINHO, Maria. DETERMINAÇÃO DA 
CONCENTRAÇÃO MICELAR CRÍTICA DE SDS EM ÁGUA A PARTIR DE 
MEDIDAS DE CONDUTIVIDADE: uma proposta de experimento para laboratório 
de graduação. In: 
https://uspdigital.usp.br/siicusp/cdOnlineTrabalhoVisualizarResumo?numeroInscrica
oTrabalho=2919&numeroEdicao=18. Acesso em 04/04/2018. 
 
 
 
 
 
 
 
11