Concentracion micelar critica

INTRODUCCIÓN 

Las micelas son conjuntos bien organizados que se forman espontáneamente por encima de una concentración crítica de surfactante en la solución (micelización). Esta concentración es conocida como concentración micelar crítica (CMC). Por encima de esta concentración ocurren varios cambios en las propiedades físicas y químicas de la solución. La CMC es un rango de concentración estrecho donde se observa un cambio abrupto en ciertas propiedades físicas, como la conductividad eléctrica, la tensión superficial, la presión osmótica, la densidad, la dispersión de la luz o el índice de refracción.

La CMC puede ser afectada por muchas variables tales como la constante dieléctrica del medio, la longitud de la cadena alquílica del surfactante, la temperatura y la presión, siendo estas ´últimas dos relativamente de menor impacto en relación con las demás variables. La CMC decrece con el incremento de la longitud de la cadena alquílica del surfactante, y por el tipo de ion del surfactante; también depende de la naturaleza y concentración de los contraiones en solución.  

SURFACTANTES

Los surfactantes son moléculas anfifílicas también llamados tensoactivos, agentes de superficie activa o detergentes y se encuentran en diversos productos químicos.  Los surfactantes son moléculas que están compuestas de una parte hidrofílica (cabeza), la cual está enlazada covalentemente a una parte hidrofóbica (tallo). Dependiendo del carácter de cada cabeza, los anfífilos pueden ser distinguidos entre aniónicos, catiónicos, zwitteriones y no iónicos. 

La energía libre del sistema incrementa con el aumento de la concentración de surfactante en la solución, debido al número de contactos desfavorables entre la cadena alquílica con el agua, por lo tanto, al aumentar el número de monómeros de surfactante en la solución, el surfactante comienza a auto asociarse en micelas para prevenir dicho incremento de energía. Los surfactantes, a muy bajas concentraciones, se adsorben preferentemente en la interfaz aire/solución para evitar la interacción energéticamente desfavorable entre su parte no polar con el dipolo del agua, de tal manera que las cabezas polares de los surfactantes son solvatadas debido a la interacción entre el dipolo inducido y el dipolo del agua (para tensoactivos no iónicos) o por interacción ion-dipolo (para tensoactivos iónicos) orientando así su parte no-polar a la fase del aire.  

La micelización puede ser explicada en base a las interacciones hidrofóbicas entre los tallos y la repulsión electrostática entre las cabezas iónicas. La interacción hidrofóbica depende de la constante dieléctrica del medio y, al decrecer esta, las interacciones hidrofóbicas son menores, y, por lo tanto, la CMC incrementa. Con lo anterior, si se adicionan electrolitos al sistema, este tiende a bajar la constante dieléctrica y con ello aumentar la CMC. Con un aumento de la temperatura, la CMC aumenta debido a que existe una disminución de puentes de hidrógeno, lo que les permite a las moléculas de surfactante tener mayor movilidad dentro de la solución.  

HIPOTESIS

La concentración micelar crítica será muy parecida a los valores reportados en la literatura sobre el dodecilsulfato de sodio.

OBJETIVOS

Determinar la concentración micelar crítica del dodecilsulfato de sodio. 

MATERIALES

3 vasos de precipitado  

 2 buretas  

2 pinzas  

Trozos pequeños de papel aluminio  

1 matraz Erlenmeyer 

REACTIVOS     

Agua destilada  

Dodecilsulfato de sodio                                                                                                   [pic 1]

[pic 2]        Ilustración 1. Estructura química del dedecilsulfato de sodio.  [pic 3]

DESARROLLO EXPERIMENTAL

[pic 4] 

CÁLCULOS Y RESULTADOS  

Preparación de la solución de dodecilsulfato de sodio a diferentes concentraciones siguientes:

Utilizando la fórmula siguiente:

𝑚

𝑀 = [pic 5]                𝑚 = (𝑀)(𝑃. 𝑀)(𝑉) 

𝑃.𝑀∗𝑉

Teniendo en cuenta que el volumen a preparar es de 50ml (0.05L) y que su peso molecular es de 288.38g/mol  

• 0.001M

288.38𝑔

𝑚 = (0.001𝑀) ([pic 6]) (0.05𝐿) = 0.0144𝑔 

𝑚𝑜𝑙

• 0.002M

288.38𝑔

𝑚 = (0.002𝑀) ([pic 7]) (0.05𝐿) = 0.0288𝑔 

𝑚𝑜𝑙

• 0.003M

288.38𝑔

𝑚 = (0.003𝑀) ([pic 8]) (0.05𝐿) = 0.0432𝑔 

𝑚𝑜𝑙

• 0.004M

288.38𝑔

𝑚 = (0.004𝑀) ([pic 9]) (0.05𝐿) = 0.0576𝑔 

𝑚𝑜𝑙

• 0.005M

288.38𝑔

𝑚 = (0.005𝑀) ([pic 10]) (0.05𝐿) = 0.0720𝑔 

𝑚𝑜𝑙

• 0.006M

288.38𝑔

𝑚 = (0.006𝑀) ([pic 11]) (0.05𝐿) = 0.0865𝑔 

𝑚𝑜𝑙

• 0.007M

288.38𝑔

𝑚 = (0.007𝑀) ([pic 12]) (0.05𝐿) = 0.1009𝑔 

𝑚𝑜𝑙

• 0.008M

288.38𝑔

𝑚 = (0.008𝑀) ([pic 13]) (0.05𝐿) = 0.1153𝑔 

𝑚𝑜𝑙

• 0.009M

288.38𝑔

𝑚 = (0.009𝑀) ([pic 14]) (0.05𝐿) = 0.1297𝑔 

𝑚𝑜𝑙

• 0.010M

288.38𝑔

𝑚 = (0.010𝑀) ([pic 15]) (0.05𝐿) = 0.1441𝑔 

𝑚𝑜𝑙

• 0.011M

288.38𝑔

𝑚 = (0.011𝑀) ([pic 16]) (0.05𝐿) = 0.1586𝑔 

𝑚𝑜𝑙

• 0.012M

288.38𝑔

𝑚 = (0.012𝑀) ([pic 17]) (0.05𝐿) = 0.1730𝑔 

𝑚𝑜𝑙

• 0.013M

288.38𝑔

𝑚 = (0.013𝑀) ([pic 18]) (0.05𝐿) = 0.1874𝑔 

...