Formação de micelas de brometo de cetiltrimetilamonio em soluções aquosas de alcoois

Abstract

O processo de micelização do surfactante brometo de cetiltrimetilamônio (CTAB) foi estudado em soluções aquosas de metanol, etanol e isopropanol a 25°C e 40°C por meio de tensiometria superficial. Foram determinados parâmetros termodinâmicos tais como a concentração micelar crítica (CMC), energia livre de micelização (DGmo), entalpia de micelizacão (DHmo) e entropia de micelização (DSmo). A 25°C, no sistema H20 - CTAB - CH3OH a CMC variou de 0,850x10-3M (2% por volume de metanol) a 3,00x10-3M (40% por volume de metanol; para H2O - CTAB - CH3CH2OH variou de 0, 750x10-3M (2, 5% de etanol) a 1,70x10-3M (15% de etanol) e para H20 - CTAB - i-C3H70H variou de 0,800x10-3M (1,5% de isopropanol) a 2, 10x10-3M (9% de isopropanol). A concentração micelar crítica do CTAB em água pura é 0,920x10-3M. A 40°C, a variação da CMC foi de 1,00x10-3M (água pura) a mínimos de 0,920x10-3M (H2O - CTAB - CH3OH, 2% de metanol); 0,850x10-3M (H2O - CTAB - CH3CH2OH, 2,5% de etanol) e 0 ,920x10-3M (H2O - CTAB - i-C3H7OH, 1,5% de isopropanol). Os máximos de CMC observados para CTAB foram 2,80x10-3M (H2O - CH3OH, 35% de metanol); 1,90x10-3 M (H2O - CH3CH2OH, 15% de etanol), 2,40x10-3M (H2O i-C3H7OH, 9% de isopropanol). Os valores experimentais de DGmo determinados a 25°C para CTAB em H2O - CH3OH variaram entre -4,18 kcal/mol (2% de CH3OH) e -3,43 kcal/mo] (40% de CH3OH); para CTAB em H2O - CH3CH2OH de -4,26 kcal/mol (2,5% de CH3CH2OH) a - 3,78 kcal/mol (15% de CH3CH20H); e para CTAB em H2O - i-C3H7OH de -4,22 kcal/mol (1,5% de i-C3H7OH a -3,65 kcal/mol (9% de i-C3H70H). Para CTAB em água pura a 25°C DGmo é -4,14 kcal/mol. Os valores determinados para DHmo para os três sistemas ternários variaram entre -1, 03 kcal/mol e - 2,25kcal/mol. A entropia de micelização a 25°C mostrou um decréscimo gradual entre aproximadamente +10 e +5 u.e.. As propriedades termodinâmicas experimentais sugerem que a concentrações baixas de cossolvente as forças hidrofóbicas são semelhantes em água pura e soluções de água-álcool. A concentrações mais elevadas de álcool as pontes de hidrogênio entre água e cossolvente predominam e efetivamente eliminam as possibilidades de interações hidrofóbicas entre o surfactante e o meio e inibem o processo de micelização.