Efeito da adição de sais nas propriedades físico-químicas de micelas normais e reversas formadas por surfactantes dipolares iônicos

Abstract

Neste trabalho, estudaram-se as interações de cátions com micelas normais de sulfobetaína. A variação do potencial zeta mostrou que a incorporação de cátions pelas micelas é dependente da valência e tamanho das espécies positivas: cátions trivalentes interagem melhor que di- e monovalentes. Também se observou que a valência e o tamanho dos cátions di- e monovalentes influenciam o raio hidrodinâmico da micela, com o primeiro exercendo maior efeito sobre o raio que o último. Também foram estudadas as propriedades de micelas reversas de um surfactante dipolar iônico contendo um anel imidazólio (ImS3-14). Os resultados mostraram que este surfactante forma micelas reversas em clorofórmio somente na presença de soluções salinas de NaClO4 e NaCl. O anion perclorato que é mais volumoso e menos hidratado que o cloreto interage mais fortemente com a interface aumentando a solubilidade da água em micelas reversas. Cálculos computacionais indicaram a presença de interações entre o anion sulfonato e os hidrogênios aromáticos do surfactante em clorofórmio. O deslocamento dos sinais de RMN 1H da água e dos hidrogênios aromáticos depende da quantidade de água presente (w0) nas micelas reversas. Também foi observado que a variação do w0 altera significativamente o espectro de absorção da água no infravermelho. Reações de hidrólise básica de um diéster de fosfato em micelas reversas foram mais rápidas na presença de perclorato do que de cloreto. Isto é consistente com a observação de que o perclorato aumenta a solubilidade da água nestes sistemas. As micelas reversas de ImS3-14 foram capazes de estabilizar as nanopartículas de paládio mas não se mostraram capazes de estabilizar as de ouro.

In this work interactions between cations and sulfobetaine micelles were studied. Variation of zeta potential showed that incorporation of cations by sulfobetaine micelles is dependent on the valence and size of the positive species: trivalent cations interact with micellar interface better than di- and monovalent cations. We also observed that valence and size of di- and monocations influence the hydrodynamic radius of the micelle, with the former contributing to a greater size of the radius than the latter. We also studied the properties of reversed micelles from a surfactant containing a dipolar ionic imidazolium ring (ImS3-14). Results showed that this surfactant forms reversed micelles in chloroform only in presence of aqueous solutions of NaClO4 and NaCl. Perchlorate anion which is greater in shape and less hydrated than chloride interacts more strongly with micellar interface increasing water solubility in reversed micelles. Computational calculations indicate the presence of interaction between sulfonate anion and the acidic aromatic hydrogen of the surfactant in chloroform. 1H NMR chemical shifts of water and aromatic hydrogens depend on the amount of water (w0) incorporated in the reversed micelle. It was also observed that varying w0 changes significantly the water absorption infrared spectrum. Alkaline hydrolysis reactions of a phosphate diester in reversed micelles were more accelerated in the presence of perchlorate than chloride. This is consistent with the previous observation that perchlorate increases water solubility in such systems. Reversed micelles of ImS3-14 in chloroform were capable of stabilizing palladium nanoparticles but not gold nanoparticles.