Prática nº6 - CMC por condutometria

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Universidade Federal do Ceará 
Centro de Ciências 
Departamento de Química Analítica e Físico-Química 
 
 
Determinação da Concentração Micelar Crítica de um 
Surfactante por Condutometria 
PRÁTICA Nº6 
 
 
Aluno: Pedro Nonato da Silva Júnior 
Matrícula: 367522 
Professor(a): Adriana Nunes Correia 
Curso: Farmácia 
Data da prática: 29 de maio de 2015 
 
 
 
 
FORTALEZA 
2015 
1. INTRODUÇÃO 
Surfactantes são tensoativos, compostos anfifílicos que tendem a se 
aglomerar em micelas, e que apresentam duas regiões distintas e 
características: uma hidrofílica e outra hidrofóbica. 
A região hidrofílica é parte da molécula de natureza polar ou iônica e 
indica que esta região apresenta solubilidade significativa em água. A região 
hidrofóbica indica que parte da molécula é de natureza apolar, indicando que 
essa solução não apresenta solubilidade em água. 
Em solução aquosa, essas regiões se associam espontaneamente, de 
modo que a parte polar fica submersa em água e a parte apolar permanece 
voltada para o ar. Essa associação se dá a partir de uma determinada 
concentração, chamada de concentração micelar crítica (CMC). Acima dessa 
concentração as moléculas do surfactante tendem a se aglomerar formando 
micelas (contendo geralmente 60 a 100 moléculas de tensoativo) e abaixo 
dessa concentração, o tensoativo encontra-se na forma de monômeros, que 
atuam como eletrólitos fortes. As micelas podem ser usadas como 
catalisadores ou inibidores no estudo cinético das reações químicas e os 
surfactantes, em geral, tem grande aplicação na área farmacêutica. 
Para esse experimento, foi utilizado o tensoativo dodecilsulfato de sódio 
(SDS), um composto anfifílico, sendo um tensoativo aniônico muito utilizado. 
Quando presente em meio aquoso, a solução apresenta alterações 
significativas em suas propriedades físicas conforme a concentração aumenta, 
como por exemplo, uma variação na condutância elétrica. Graficamente, uma 
descontinuidade na curva obtida quando se loca condutância elétrica, medida 
em microsiemens (S) versus concentração milimolar (mM) do detergente, 
indica o valor da CMC. 
 
 
) 
2. OBJETIVO 
 Determinar, graficamente, a concentração micelar crítica de um 
surfactante por condutometria. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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 (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. 
 
 
Figura 1 - Condutivímetro utilizado no experimento 
4. RESULTADOS E DISCUSSÃO 
Os dados obtidos através de cálculos e leituras no tensiômetro foram 
organizados na seguinte tabela: 
V, mL Cf, mM Lobs, S Lf, S 
50 + 0 = 50 0 7,42 0 
50 + 2 = 52 𝐶𝑓 =
30 × 2
52
= 1,15 96,1 88,7 
50 + 4 = 54 𝐶𝑓 =
30 × 2
54
= 2,22 177,9 170,5 
50 + 6 = 56 𝐶𝑓 =
30 × 2
56
= 3,21 250 243 
50 + 8 = 58 𝐶𝑓 =
30 × 2
58
= 4,14 307 300 
50 + 10 = 60 𝐶𝑓 =
30 × 2
60
= 5,00 361 354 
50 + 12 = 62 𝐶𝑓 =
30 × 2
62
= 5,81 400 393 
50 + 14 = 64 𝐶𝑓 =
30 × 2
64
= 6,56 433 426 
50 + 16 = 66 𝐶𝑓 =
30 × 2
66
= 7,27 470 463 
50 + 16 = 68 𝐶𝑓 =
30 × 2
68
= 7,94 497 490 
50 + 20 = 70 𝐶𝑓 =
30 × 2
70
= 8,57 520 513 
50 + 22 = 72 𝐶𝑓 =
30 × 2
72
= 9,17 549 542 
50 + 24 = 74 𝐶𝑓 =
30 × 2
74
= 9,73 570 563 
50 + 26 = 76 𝐶𝑓 =
30 × 2
76
= 10,26 588 581 
50 + 28 = 78 𝐶𝑓 =
30 × 2
52
= 10,77 607 600 
50 + 30 = 80 𝐶𝑓 =
30 × 2
52
= 11,25 622 615 
Tabela 1- Volumes, concentrações e condutâncias das soluções de SDS registradas 
durante o experimento 
Onde: 
 V, mL: volume de surfactante adicionado em mL; 
 Cf, mM: concentração milimolar da solução resultante; 
 Lobs, S: Condutância elétrica observada da solução resultante, em 
microsiemens; 
 Lf, S: Condutância elétrica final da solução resultante, em 
microsiemens, sendo que 𝐿𝑓 = 𝐿𝑜𝑏𝑠 − 𝐿𝑖 . 
O experimento foi realizado numa temperatura de 25,3 ºC e a 
condutância inicial da água foi de 7,42 S, valor utilizado para determinar a 
condutância final da solução resultante por meio de uma subtração entre o 
valor observado e ele, como foi descrito anteriormente. 
 Tendo posse de todos esses dados foi possível determinar as variações 
de cada variável, a fim de alocá-las nos seus devidos eixos na construção do 
gráfico: 
Δ𝐶 = 11,25 − 0 = 11,25 𝑚𝑀 
 
Δ𝐿 = 615 − 0 = 615 𝜇𝑆 
Com isso, a condutância final ocuparia o eixo vertical do papel, uma vez 
que apresentou maior variação. Vale ressaltar que a concentração milimolar é 
a variável independente, pois se tinha controle sobre ela, enquanto a 
condutância final é a variável dependente, porque dependendo da 
concentração aplicada, ela apresenta um valor diferente. A partir disso, foram 
estabelecidas escalas para cada eixo: 
𝑒𝑦 =
615
250
= 2,46 𝜇𝑆/𝑚𝑚 
 
𝑒𝑥 =
11,25
150
= 0,075 𝑚𝑀/𝑚𝑚 
Foram utilizados 250 mm de papel para a construção do eixo y e 150 
mm para a elaboração do eixo x. Com as escalas determinadas, foi possível 
calcular as grandes marcas correspondentes: 
𝑚𝑦 = 2,46 × 50 = 123 𝜇𝑆 
𝑚𝑦 = 0,075 × 50 = 3,75 𝑚𝑀 
 
C, mM L, S 
0 0 
3,75 123 
7,50 246 
11,50 369 
- 615 
Tabela 2 - Grandes marcas 
Após isso, foram calculadas as posições de cada par ordenado no 
gráfico, conforme mostrado a seguir: 
Par ordenado, (C, L) Eixo x, mm Eixo y, mm 
P0 (0,0) 0 0 
P1 (1,15; 88,7) 𝐶1 =
1,15
0,075
≅ 15 𝐿1 =
88,7
2,46
≅ 36 
P2 (2,22; 170,5) 𝐶2 =
22,2
0,075
≅ 30 𝐿2 =
170,5
2,46
≅ 69 
P3 (3,21, 243) 𝐶3 =
3,21
0,075
≅ 43 𝐿3 =
243
2,46
≅ 99 
P4 (4,14; 300) 𝐶4 =
4,14
0,075
≅ 55 𝐿4 =
300
2,46
≅ 122 
P5 (5,00; 354) 𝐶5 =
5,00
0,075
≅ 67 𝐿5 =
354
2,46
≅ 144 
P6 (5,81; 393) 𝐶6 =
5,81
0,075
≅ 78 𝐿6 =
393
2,46
≅ 160 
P7 (6,56; 426) 𝐶7 =
6,56
0,075
≅ 88 𝐿7 =
426
2,46
≅ 173 
P8 (7,27; 463) 𝐶8 =
7,27
0,075
≅ 97 𝐿8 =
426
2,46
≅ 188 
P9 (7,94; 490) 𝐶9 =
7,94
0,075
≅ 106 𝐿9 =
490
2,46
≅ 199 
P10 (8,57; 513) 𝐶10 =
8,57
0,075
≅ 114 𝐿10 =
513
2,46
≅ 208 
P11 (9,17; 542) 𝐶11 =
9,17
0,075
≅ 122 𝐿11 =
542
2,46
≅ 220 
P12 (9,73; 563) 𝐶12 =
9,73
0,075
≅ 130 𝐿12 =
563
2,46
≅ 229 
P13 (10,26; 581) 𝐶13 =
10,26
0,075
≅ 137 𝐿13 =
581
2,46
≅ 236 
P14 (10,77; 600) 𝐶14 =
10,77
0,075
≅ 144 𝐿14 =
600
2,46
≅ 244 
P15 (150; 615) 𝐶15 =
11,25
0,075
≅ 150 𝐿15 =
615
2,46
≅ 250 
Tabela 3 - Posicionamento dos pares ordenados no papel milimetrado 
Os pontos foram marcados e duas retas foram traçadas, conforme se 
pode ver na página seguinte. 
O ponto no qual as retas se interceptam correspondemà concentração 
micelar crítica, de modo que a cima dele, a variação de condutividade é 
conseqüência 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 73 mm da origem do eixo x e com isso, o seguinte 
cálculo foi realizado: 
𝐶𝑀𝐶 = 73 × 0,075 = 5,58 𝑚𝑀 
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. Fez-se uso de uma vidraria inadequada ao se 
medir os valores de condutância, pois esta impossibilitava a imersão completa 
da célula de condutância. Por fim, em uma das adições, foi colocado mais que 
2 mL de surfactante. 
 
 
 
5. CONCLUSÃO 
Graficamente, o valor obtido para CMC do dodecilsulfato de sódio 
foi de 5,58 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 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
6. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 
 
MANUAL de práticas: Disciplina: Físico - Química aplicada à Farmácia. 
Ceará: Universidade Federal do Ceará, Centro de Ciências, Departamento de 
Química Analítica E Físico- Química, 2009. 41 p. 
LEHNINGUER, A.; NELSON, D.L.; COX, M.M. Principios de Bioquimica 
5a Ed. Sao Paulo: Sarvier, 2011. 1304p. 
 
<http://en.wikipedia.org/wiki/Sodium_dodecyl_sulfate> Acesso em: 02 de 
junho de 2015, 9h25min. 
 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. 
ATKINS, P.; PAULA, J. Físico-Química. 8. ed. Rio de Janeiro: LTC, 
2008. 
 
 
 
 
 
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