Efeito dos íons da série de Hofmeister em sistemas micelares

Autor(es)

Vicente Pereira de Barros

• Tipo de documento: Dissertação de Mestrado
• Imprenta: São Paulo.
• Instituição: Universidade de São Paulo (USP). Instituto de Física (IF/SBI)
• Data de defesa: 2003-02-13

Membros da banca

Rosangela Itri; Mauricio da Silva Baptista; Maria Teresa Moura Lamy

• Orientador: Rosangela Itri

Resumo

Neste trabalho investigamos a influência que alguns íons da série de Hofmeister tem sobre as características estruturais de micelas zwiteriônicas de 3-(N-Hexadecil-N,N-dimetilamônio) propanosulfonato (HPS) e aniônicas de dodecil sulfato de sódio (SDS), ambas formadas em sistemas aquosos com concentração de 100 mM de surfactante. As técnicas utilizadas foram espalhamento de Raios-X a baixo ângulos (SAXS) e espalhamento dinâmico de luz (DLS). Os ânions estudados são classificados como caotrópicos (mais fracamente hidratados): cloreto (\'Cl POT.-\'), tiocianato (\'SCN POT.-\'), fosfato (\'\'H IND.2\'PO IND.4\'POT.-\') e perclorato (\'\'ClO IND.4\'POT.-\'); e cosmotrópico (mais fortemente hidratado): sulfato (\'SO IND.4\'POT.2\'), tendo sido adicionados à solução na forma de seus respectivos sais de sódio. Micelas de HPS na ausência de eletrólito podem ser representadas por pequenos elipsóides prolatos de revolução (anisometria \'\'nü\'\'APROXIMADAMENTE IGUAL A\'1,5\'), com a menor dimensão do interior hidrofóbico (\'R IND.PAR\' \'APROXIMADAMENTE IGUAL A\' 21 Ã) compatível com o tamanho da cadeia estendida de hidrocarbonetos (contração de cerca de 10%) e espessura da camada dipolar \'sigma\'8 Ã), de acordo com os resultados de SAXS. A presença dos ânions caotrópicos (até 2 M) na solução aquosa não altera de maneira significativa as características intramicelares (\'R IND.par\' e \'sigma\'), mas induz um certo crescimento micelar: \'nü\'\'APROXIMADAMENTE IGUAL A\' 1,8 com adição de \'Cl POT.-\' e \'SCN POT.-\' e \'nü\'\'APROXIMADAMENTE IGUAL A\' 2,0 no caso do \'\'ClO IND.4\'POT.-\', independente da concentração de sal. No caso do íon \'\'H IND.2\'\'PO IND4\'POT.-\', a micela de HPS cresce (\'nü\'\'APROXIMADAMENTE IGUAL A\'2,0) a 0,5 M de eletrólito e sofre uma transformação de forma esferoidal - cilíndrica na presença de 1 M de sal. Valores de diâmetros hidrodinâmicos obtidos com DLS concordam com as dimensões observadas por SAXS, com exceção do sistema micelar na ) presença de 1 M de sal. Valores de diâmetros hidrodinâmicos obtidos com DLS concordam com as dimensões observadas por SAXS, com exceção do sistema micelar na presença de \'\'ClO IND.4\'POT.-\' aonde foi notado, através de medidas de reologia, um comportamento não-newtoniano das soluções micelares. Os resultados de SAXS indicam também uma partição seletiva dos ânions na camada bipolar zwiteriônica na sequência \'\'H IND.2\'\'PO IND4\'POT.-\'>\'SCN POT.-\'>\'Cl POT.-\'. Tal afinidade com a camada dipolar deve ser mediada por forças de solvatação e formação de par iônico entre os ânions e os grupos amônio que residem próximos à interface polar/apolar da micela zwiteriônica. A adição de 0,5 M de \'Na IND.2\'\'SO IND.4\' na amostra de HPS favorece a formação de agregados maiores ( \'nü\' \'APROXIMADAMENTE IGUAL A\' 2,4) em geometria cilíndrica, provavelmente originada pela adsorção de íons \'Na IND.+\' na superfície externa da micela, uma vez que o ânion \'\'SO IND.4\'POT.-2\' por ser cosmotrópico prefere residir no meio aquoso do que na camada dipolar micelar. No caso de micelas de SDS, os resultados de SAXS evidenciam que estas também podem ser representadas por pequenos elipsóides prolatos (\'nü\'\'APROXIMADAMENTE IGUAL A\'1,6), com \'R IND.par\'=16,7 Ã\' compatível com o tamanho da cadeia estendida e \'sigma\'\'APROXIMADAMENTE IGUAL A\'7 Ã. A adição de NaCl, NaSCN, \'NaH IND.\'PO IND.4\' e \'\'NaClO IND.4\'POT.-\' (ate 0,50 M) não altera as características intramicelares, com um pequeno aumento na anisometria micelar e expansão da camada polar. Esta deve ser consequências do fenômeno de condensação de cátions \'Na POT.+\' na superfície das micelas aniônicas. Não foi observada nenhuma tendência à ligação de ânions nestas micelas. Os resultados de DLS confirmaram estas conclusões. A presença de 0,50 M de sulfato de sódio em micelas de SDS induz, possivelmente, uma transição de forma micelar esferoidal-cilíndrica (AU)

• Processo FAPESP: 00/07535-7 - Efeito dos íons da série de Hofmeister em micelas zwiteriônica
• Beneficiário: Vicente Pereira de Barros
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Mestrado