Caracterización de micelas mixtas utilizando resonancia magnética nuclear de 19F

MARÍA FLORENCIA TORRES; MARIANA ADELA FERNÁNDEZ

Mar del Plata, Buenos Aires, Argentina

Simposio; XVI Simposio Nacional y Primer Simposio Iberoamericano de Química Orgánica; 2007

Sociedad Argentina de Investigaciones en Química Orgánica

Soluciones acuosas conteniendo una mezcla de dos surfactantes distintos suelen presentar propiedades diferentes de aquellas soluciones que contienen sólo uno de los dos componentes. Debido a que en la mayoría de las aplicaciones prácticas en general se utilizan mezclas de diferentes moléculas tensioactivas, los estudios de sistemas mixtos son de interés actual. En particular, las mezclas de surfactantes hidrocarbonados con perfluorados presentan características especiales y amplias posibilidades de aplicación. En este trabajo se muestran los resultados obtenidos respecto a la caracterización de la mezcla formada por el surfactante hidrocarbonado no iónico Brij-35 (polioxietilen(23)lauril éter) y ácido perfluorononanoico, utilizando resonancia magnética nuclear de 19F (19F RMN). Cuando se evaluó el efecto del sistema micelar mixto anteriormente mencionado sobre la reacción de hidrólisis de perfluorooctanoato de p-nitrofenilo, se encontró una respuesta cinética bastante particular. Los gráficos de constante de velocidad observada en función de la concentración de surfactante total a todas las fracciones molares estudiadas presentaron 2 quiebres. A concentraciones de surfactante por debajo de la concentración micelar crítica (CMC) de la mezcla, los valores de constante de velocidad observada no fueron significativamente influenciados por el incremento en la concentración. Superando la CMC del sistema mixto, la constante de velocidad aumentó con el incremento de la concentración de surfactante total, hasta que se alcanzó el valor de CMC del ácido perfluorononanoico. Superado ese valor, se observó una disminución de las constantes cuando la concentración de surfactante total continuaba aumentando. Estos resultados pueden explicarse considerando las distintas interacciones del sustrato con los componentes de la mezcla. A fin de determinar el tipo de interacción se realizó un estudio por resonancia magnética nuclear. El entorno alrededor de una molécula de surfactante es bastante diferente si la molécula existe como monómero libre rodeado por moléculas de agua o si forma parte de una micela y está rodeada por otras moléculas de surfactante. Además, el ambiente intramicelar será particularmente distinto cuando se forman micelas mixtas. Como los corrimientos químicos de 19F son muy sensibles al ambiente, la 19F RMN es una excelente herramienta para estudiar surfactantes fluorados.  Se llevó a cabo el estudio sistemático del cambio en el corrimiento químico de las señales de 19F variando la concentración de surfactante total a cada fracción molar estudiada. Se analizaron los cambios de corrimiento químico de la señal correspondiente al grupo trifluorometilo terminal de la cadena de ácido perfluorononanoico que es la que presenta los mayores corrimientos. Los resultados obtenidos permiten explicar el comportamiento cinético en función de los distintos entornos que percibe el grupo analizado y por lo tanto inferir acerca de los diferentes tipos de agregados involucrados.