ÁREA: Iniciação Científica
TÍTULO: Determinação da Concentração Micelar Crítica (CMC) do Brometo de Cetilpiridínio em Soluções Ácidas
AUTORES: OLIVEIRA JR., E. P. (UECE) ; SILVA, R. C. B. (UECE)
RESUMO: As micelas quando são formadas em solução por substancias surfactantes alteram as características físicas da solução como: viscosidade, condutividade elétrica, refração, entre outras. Neste trabalho, determinou-se a concentração micelar crítica (CMC) do brometo de cetilpiridínio utilizando as técnicas de refratometria e condutometria. Verificou-se que, comparativamente, a condutométrica é ineficaz para a H2SO4 e a refratometria é ineficaz para alta concentração. No entanto, tais ineficiências não interferem no procedimento, uma vez que a CMC do BCPy é igual a 0,8 mM para as soluções ácidas verificadas.
PALAVRAS CHAVES: cmc, brometo de cetilpiridínio, condutometria, refratometria.
INTRODUÇÃO: Micelas são estruturas globulares formadas por um agregado de moléculas surfactantes, ou seja, compostos que possuem características polares e apolares simultaneamente, dispersos em um líquido constituindo uma das fases de um colóide. As micelas são geralmente globulares, contudo, estas estruturas podem ser elipsóides, cilíndricas e em camadas. O formato e o tamanho destas é função da geometria molecular dos surfactantes, bem como, das condições da solução, tais como: concentração, temperatura, pH e força iônica. Estas "partículas" podem variar entre 0,1 e 0,001 micrômetro de diâmetro em soluções coloidais. As micelas se mantêm em constante e errático movimento, chamado de movimento browniano, graças à repulsão entre elas, devido às cargas elétricas. A formação das micelas, contudo, não ocorre em qualquer concentração. Apenas a partir de uma concentração mínima chamada concentração micelar crítica (CMC), ocorrendo, portanto, a micelização. Esta associação de moléculas de surfactantes acontece para que haja uma diminuição da área de contato entre as cadeias hidrocarbônicas do surfactante e a água ou outro composto polar. Com a formação de micelas, várias propriedades físicas da solução, tais como, viscosidade, condutividade elétrica, refração, são afetadas. As micelas podem ser formadas de fosfolipídios (lipídeos complexos), por exemplo, onde a parte polar ou hidrofílica fica rodeada de água, e as partes apolares ou hidrofóbicas (caudas hidrocarbonadas), ficam seqüestradas no interior [1]. Portanto, o objetivo deste trabalho é determinar a CMC de um sal de amônio quaternário, seja ele, o brometo de cetilpiridínio, em diferentes soluções ácidas através das técnicas de condutometria e refratometria e comparar a eficácia das técnicas nestas determinações.
MATERIAL E MÉTODOS: Foram utilizados para a preparação das soluções ácidas, os seguintes reagentes de grau de pureza analítica com as respectivas concentrações: ácido clorídrico (HCl) 1M; ácido sulfúrico (H2SO4) 2M; ácido acético (HAc) 1M e ácido cítrico (HCit) 1M. A estas soluções, foi adicionado o brometo de cetilpiridínio (BCPy) para a concentração de 10mM (solução-estoque). Foram efetuadas diluições a fim de se ter soluções de diferentes concentrações do aditivo. As soluções recém-preparadas foram submetidas à determinação da condutividade e do índice de refração. Foram utilizados o condutivímetro de bancanda mCA150 e o refratômetro Abbe Biobrix 2WAJ. Ambos aparelhos foram previamente calibrados, conforme procedimento padrão. As medidas foram realizadas a temperatura ambiente (25oC).
RESULTADOS E DISCUSSÃO: Foi verificado o comportamento da condutividade de soluções ácidas em função da concentração de BCpy. É observado que, em HCl 1M, ocorre o aumento daquele parâmetro, que tende a diminuir a partir de 1mM do BCpy. Porém, em H2SO4 2M, a condutividade tende a diminuir. Verifica-se que em HCit 1M, em concentrações muito baixas, tem-se uma queda acentuada da condutividade, todavia, o seu valor tende a aumentar a partir de 0,8 mM. Entretanto, nota-se que em HAc 1M, há o aumento brusco da condutividade, seguido da queda pronunciada e, depois, um aumento continuo. Por outro lado, é avaliado o comportamento do índice de refração daquelas soluções em função da concentração. É observado que, em HCl 1M, há uma queda e, em seguida, um crescimento acentuado, logo após o qual, tem-se o declínio, tendendo a um valor constante. Por outro lado, em H2SO4 2M, há uma queda no valor do índice de refração, logo após há um crescimento, seguido de uma queda, tornando-se constante. Em HCit 1M, nota-se um crescimento pouco significativo, seguido de uma queda e, subseqüentemente, o aumento tendendo a ser constante. Em HAc 1M, verifica-se um crescimento rápido, para concentrações muito baixas, seguido da queda abrupta e, em seguida, a tendência a um valor constante. Pode-se inferir que há uma certa descontinuidade e uma grande disparidade entre alguns pontos, ao se comparar determinações da CMC nas diferentes soluções. No entanto, ocorre a tendência do valor da CMC seja em torno de 0,8 mM. A identificação deste valor é realizada ao observar a mudança de comportamento das curvas. A Tabela 1 mostra os valores da CMC para as diferentes soluções. Nota-se que ocorre a coincidência dos valores da CMC para ambas as técnicas usadas. Em H2SO4 2M, é verificado que não há a coincidência dos valores de CMC.
CONCLUSÕES: Concluí-se que para as soluções ácidas, exceto H2SO4 2M, ambas as medidas de condutividade e do índice de refração tiveram valores muito próximos. Por outro lado, tem-se que em concentrações acima de 2mM de BCPy, a técnica de refratometria parece ser ineficaz, uma vez que aponta para valor constante do índice de refração.
AGRADECIMENTOS: Os autores agradecem ao CNPq e a FUNCAP pelo suporte financeiro para a realização deste trabalho.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICA: [1] MÜLER, A e GIERSBERG, S. The Behavior of Surfactants in Concetrated Acids.6.Micellization and interfacial Behavior of N-Hexadecyltrimethylammonium Bromide in Mixtures of Methane Sulfhonic Acid and Concentrated Surphuric Acid Colloid and Surfaces, v. 69, p. 5-14, 1992
