A formação de micelas de brometo de cetiltrimetilamonio em soluções aquosas de acetona, dioxano, tetrahidrofurano e acetonitrilo

Abstract

A formação de micelas de brometo de cetiltrimetilamônio (CTAB) em soluções aquosas de acetona, dioxano, tetrahidrofurano (THF) e acetonitrilo foi estudada por meio de tensiometria superficial. A concentração micelar crítica (CMC) foi medida a 25°C e 40°C e, foram determinados parâmetros termodinâmicos tais como, energia livre de micelização (DGmo), entalpia de micelização (DHmo), e entropia de micelização (DSmo). As determinações foram feitas em água pura e soluções aquosas dos quatro cossolventes à várias frações molares (X). A 25°C, a CMC variou no sistema água-acetona de 9,20x10-4M (água pura) até 2,60 x 10-3M (Xacetona = 0,0755), em água-dioxano até 5,00x10-3M (Xdioxano = 0,0827), em água-THF até 1,50 x 10-3M (XTHF = 0,0520) e finalmente em água-acetonitrilo variou até 1,40x10-3M (Xacetonitrilo = 0,0788). A 40°C nas mesmas frações molares a variação foi de 1,00x10-3M (água pura) à 3,60 x 10-3M (água-acetona); 6,00x10-3M (água-dioxano); 2,20 x 10-3M (água-THF) e 2,20 x 10-3M (água-acetonitrilo). Os valores correspondentes de DGmo a 25°C nas mesmas condições variaram de -4,14 kcal/mol (água pura) até -3,52 kcal/mol (água-acetona), -3,13 kcal/mol (água-dioxano), -3,85 kcal/mol (água-THF) e -3,89 kcal/mol (água-acetonitrilo). DHmo variou também nas mesmas condições de -1,03 kcal/mol (água pura) até -4,02 kcal/mol (água-acetona), -2,25 kcal/mol (água-dioxano), -4,73 kcal/mol (água-THF) e -4,40 kcal/mol (água-acetonitrilo). DSmo a 25°C e nas mesmas frações molares de cossolventes variou de +10,4 u.e. (água pura) à -1,68 u.e. (água-acetona) +2,95 u.e. (água-dioxano), -3,32 u.e. (água-THF) e -1,71 u.e. (água-acetonitrilo). Os resultados experimentais indicam que os quatro cossolventes tem um efeito inibidor sobre a formação de micelas e, este efeito torna-se total acima de uma fração molar de aproximadamente 0,07 de THF e 0,1 de acetona, dioxano e acetonitrilo. Os valores determinados para a entropia de micelização indicam que a ordem nos sistemas água-CTAB-cossolvente aumenta com a fração molar do último componente citado. Este ordenamento pode ser explicado em termos de formação de pontes de hidrogênio entre a água e os cossolventes. A inibição da formação de micelas é o resultado de um decréscimo considerável das forças hidrofóbicas devido as interações entre a água e estes cossolventes.