Determinación de la CMC de dodecilsulfato de sodio mediante la técnica de tensión superficial, conductividad y espectrofotometría

Determinación de la CMC de dodecilsulfato de sodio mediante la técnica de tensión superficial, conductividad y espectrofotometría.

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Introducción

 Los tensoactivos o surfactantes se clasifican según la forma en que se disocian en disolución, utilizando como disolvente agua, contienen dos grupos: uno polar o hidrófilo y otro no polar o hidrófobo, haciendo que la molécula sea anfipática o anfifílica, es decir, que tienen una cabeza polar unida a una larga cola hidrófoba. Los tensoactivos iónicos son aquellos que tienen una fuerte afinidad por el agua, debido a su atracción electrostática hacia los dipolos. Los tensoactivos iónicos se dividen en aniónicos los cuales quedan cargados negativamente en su grupo hidrófobo, hay casos (ácidos carboxílicos) que a bajo pH no presentan carga eléctrica neta, pero que a pH más elevados son aniónicos, y en catiónicos quedan cargados positivamente en el grupo hidrófobo, las sustancias que a pH altos no presentan carga neta pero a pH menores son catiónicas también se incluyen en este grupo, como es el caso de las alquilaminas.

El exceso de moléculas presentes en la disolución comienza a formar agrupaciones de la misma molécula a través de la cabeza polar alrededor del agua, por su carácter anfifílico, conocidas como micelas. Como consecuencia, la mencionada reducción de la tensión superficial como función de la concentración del tensoactivo, llega a un límite conocido como concentración micelar crítica o CMC.

Por otra parte, el dodecil sulfato de sodio es un sólido color blanco. Es un surfactante aniónico que se usa en una gran variedad de productos de consumo ordinario como shampoo, pasta de dientes, baños de burbujas, espumas de rasurar, etc., debido a su efecto espesador y la formación de espuma.

La molécula tiene en su parte hidrofóbica

doce átomos de carbono unidos a un grupo sulfato, dándole a la molécula anfifílica las propiedades requeridas para ser un detergente.

[pic 1] 

Por esta razón, en el presente trabajo mediante el método de Du Noüy para medir la tensión superficial a diferentes concentraciones de DSS se determinará su concentración micelar crítica por medio de los modelos de isoterma de Gibbs y de Langmuir, también se determinará la conductividad  y se realizará una espectrofotometría para cada una de las disoluciones y lograr así la determinación de la CMC por estos métodos, posteriormente será comparado el valor reportado en la literatura1 con los determinados por cada uno de los métodos.

Desarrollo experimental

Para las mediciones se utilizó un tensiómetro CSC Scientific Modelo 70535000 N.S 9772, un anillo CSC Scientific Modelo 70535 N.S 121510157 con Circunferencia 6.1cm y R/r de 55.35 y cajas Petri marca Pyrex. Se utilizó Tween 60 y las disoluciones del tensoactivo se prepararon con material volumétrico marca Pyrex.

Las cajas petri fueron previamente enjuagadas a presión con agua por 5 minutos para disminuir la presencia de sustancias que puedan interferir en la medición.

Para las mediciones de conductividad se utilizó un conductímetro Thermo Scientific Eutech Instruments número de serie 1327334, fue previamente ajustado y el electrodo se lavó con agua antes de cada medición.

Discusión

Se realizó la determinación de la Concentración Micelar Crítica del Dodecil Sulfato de Sodio por medio de tres métodos:
Tensión superficial, conductividad y espectroscopía de absorción, a continuación se presentan los resultados obtenidos en este análisis.

Conductividad

Se midió la conductividad de distintas disoluciones de concentración creciente para determinar la CMC, los resultados se presentan en el siguiente gráfico.

Se observa en el gráfico 1 que hay un cambio en la pendiente de la conductividad a valores de baja concentración con respecto a valores de alta concentración, es en ese cambio de pendiente donde se determina el valor de la CMC, ya que a partir de ese punto, por el comportamiento de la gráfica, se puede pensar en la formación de micelas, dado que la conductividad es la medida de la capacidad de una disolución para conducir una corriente eléctrica , esta propiedad se ve potencializada por la formación de micelas.

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