Formación de diferentes tipos de agregados en mezclas acuosas de Ácido Perfluorononanoico y Brij-35

MARÍA FLORENCIA TORRES; PABLO SEBASTIÁN SALES; MARIANA ADELA FERNÁNDEZ

Salta

Congreso; XVI Congreso Argentino de Fisicoquímica y Química Inorgánica; 2009

AAIFQ

Los surfactantes son compuestos de gran interés, tanto desde el punto de vista científico como por sus aplicaciones industriales. En estas aplicaciones en general se utilizan mezclas de diferentes moléculas tensioactivas. Es conocido que estas mezclas poseen en muchos casos mejores propiedades químicas y de actividad superficial que los surfactantes individuales, por lo cual se requiere la utilización de menores cantidades de los mismos. Para optimizar estos efectos resulta muy útil entender las interacciones entre surfactantes en los sistemas mixtos. En este trabajo se estudió la mezcla de Polioxietilen(23)lauril éter (Brij-35) y Ácido Perfluorononanoico (APFN) mediante diferentes técnicas. Todos los estudios se realizaron para distintas composiciones de la mezcla variando la concentración total de surfactante. Por un lado se caracterizó el sistema mixto mediante dos técnicas espectroscópicas, con el uso de sondas solvatocrómicas: espectrofotometría UV-Visible (utilizando N-(4-nitrofenil)perfluorononanamida como sonda) y espectroscopía de fluorescencia (utilizando pireno). Ambas sondas detectaron un único agregado a todas las fracciones molares de APFN (XF) estudiadas, con concentraciones micelares críticas (CMC) muy diferentes entre sí. Por esto decidió utilizarse una metodología independiente del agregado de sondas, como es la Resonancia Magnética Nuclear de 19F (RMN-19F). Mediante esta técnica se observaron dos valores de CMC, uno similar al observado por UV-Visible (el mayor) y otro similar al obtenido utilizando fluorescencia. Este resultado estaría indicando que por espectrofotometría UV-Visible y espectroscopía de fluorescencia se observa uno solo de los dos agregados, probablemente debido a la diferencia estructural entre las sondas, mientras que por RMN-19F pueden verse ambos agregados simultáneamente. Por otro lado, se estudió el efecto de esta mezcla sobre la reactividad de un éster perfluorado, evaluándose la reacción de hidrólisis de perfluorooctanoato de p-nitrofenilo. Los gráficos de constante de hidrólisis observada (kobs) en función de la concentración de surfactante total para cada XF, presentaron tres zonas diferentes: una zona donde la velocidad se mantiene prácticamente constante; una segunda zona donde la velocidad se incrementa notablemente; y una tercera zona donde la velocidad vuelve a disminuir considerablemente. La primera zona corresponde a concentraciones inferiores a la CMC de la mezcla, donde no hay micelas mixtas y la hidrólisis está dada únicamente por el agua. Por otro lado, en la segunda zona existen micelas mixtas que producen un incremento en las constantes de velocidad de la reacción. Y por último, a altas concentraciones de surfactante total (tercera zona) la micela mixta se hace más rica en el surfactante fluorado, el  cual inhibe la reacción. Los quiebres donde se producen los cambios coinciden con las CMC determinadas previamente, lo cual confirma la presencia de dos tipos de agregados diferentes.