INQUINOA   21218
INSTITUTO DE QUIMICA DEL NOROESTE
Unidad Ejecutora - UE
congresos y reuniones científicas
Título:
PARAMETROS DE INTERACCION DE MEZCLAS DE SURFACTANTES
Autor/es:
S. M. BARDAVID, P. SCHULZ Y E. L. ARANCIBIA1
Lugar:
San Miguel de Tucumán
Reunión:
Congreso; XXVII Congreso Argentino de Química; 2008
Institución organizadora:
AQA - UNT
Resumen:
PARAMETROS DE INTERACCION DE MEZCLAS DE SURFACTANTES CATIÓNICOS ESTUDIADOS POR IGC S. M. BARDAVID1 P. SCHULZ2 Y E. L. ARANCIBIA1,* 1Departamento de Ingeniería de Procesos y Gestión Industrial. Facultad de Ciencias Exacta y Tecnología. Universidad Nacional de Tucumán. (4000) San Miguel de Tucumán. e-mail: earancibia@herrera.unt.edu.ar ; skatz@herrera.unt.edu.ar1 P. SCHULZ2 Y E. L. ARANCIBIA1,* 1Departamento de Ingeniería de Procesos y Gestión Industrial. Facultad de Ciencias Exacta y Tecnología. Universidad Nacional de Tucumán. (4000) San Miguel de Tucumán. e-mail: earancibia@herrera.unt.edu.ar ; skatz@herrera.unt.edu.arDepartamento de Ingeniería de Procesos y Gestión Industrial. Facultad de Ciencias Exacta y Tecnología. Universidad Nacional de Tucumán. (4000) San Miguel de Tucumán. e-mail: earancibia@herrera.unt.edu.ar ; skatz@herrera.unt.edu.arearancibia@herrera.unt.edu.ar ; skatz@herrera.unt.edu.ar 2Departamento de Química e Ingeniería Química. Universidad Nacional de Sur. (8000) Bahía BlancaDepartamento de Química e Ingeniería Química. Universidad Nacional de Sur. (8000) Bahía Blanca Introducción: En este trabajo se presenta la determinación por cromatografía de gas inversa(IGC) de parámetros de interacción surfactante-surfactante en mezclas con diferentes concentraciones. El objetivo es analizar la solubilidad de estas mezclas en el rango de temperaturas consideradas. Se estudiaron mezclas de cloruro de dodecil piridinio (CDP) y bromuro de cetil piridinio (BCP). Se determinaron datos de retención de solutos de prueba que nos permite obtener parámetros a fin de evaluar las interacciones involucradas en estas mezclas. La zona de estabilidad térmica de los surfactantes puros y sus mezclas fue determinada empleando cromatografía gaseosa y calorimetría diferencial de barrido(DSC). Metodología: Los ensayos fueron realizados entre 75 °C y 105 °C. Se obtuvieron datos de retención constantes y repetitivos para los sistemas analizados. Las columnas usadas en todos los casos fueron de 100 cm de longitud con ¼ de pulgada de diámetro. Se usó un cromatógrafo HP 6890 con un detector de ionización de llama (FID) usando nitrógeno como gas portador. Una vez colocada la columna en el cromatógrafo, se acondicionó la misma en el horno del cromatógrafo durante 1 hora a 75ºC haciendo pasar gas nitrógeno. Los estudios de calorimetría diferencial fueron realizados en un equipo Perkin . Elmer DSC 6 (software Pyris Series - Pyris 6 DSC). Se usó como soporte sólido en todos los casos Chromosorb GAW 60/80. Los solutos inyectados fueron n-hexano, n-heptano, noctano, ciclohexano, metilciclohexano, benceno, tolueno, diclorometano,triclorometano, tetracloruro de carbono y acetato de etilo y fueron inyectados con una jeringa Hamilton de 50 μl como vapor en equilibrio con el líquido puro.μl como vapor en equilibrio con el líquido puro. Relaciones matemáticas usadas El parámetro de interacción entre los componentes de la mezcla (χ23) se calculó con la expresión de Farooque y Deshpande:χ23) se calculó con la expresión de Farooque y Deshpande: ( ) ( )( )       χ φ φ −        φ χ − χ = χ∞ − χ∞ ∞ ∞χ φ φ −        φ χ − χ = χ∞ − χ∞ ∞ ∞       φ χ − χ = χ∞ − χ∞ ∞ ∞φ χ − χ = χ∞ − χ∞ ∞ ∞∞ − χ∞ ∞ ∞ 0 2 23 0 2 3 1 2 12 13 0 1 1(23) 13 V V V (1) Los parámetros de interacción soluto-solvente χ12 , χ13 y el parámetro de interacción soluto-mezcla χ1(2,3) obtenidos con:(1) Los parámetros de interacción soluto-solvente χ12 , χ13 y el parámetro de interacción soluto-mezcla χ1(2,3) obtenidos con:χ12 , χ13 y el parámetro de interacción soluto-mezcla χ1(2,3) obtenidos con:χ1(2,3) obtenidos con: ( )       − −        − −               − −        − −         ∞ == 0 0 1 0 11 1 0 1 0 1 0 1 1 0 ln 273.15 1ln 273.15 1 g i i i V V RT p B V V p VV V RT p B V V p V χ Rv (2)Rv (2) ( ) ( )( )               − +              − −        − −         +       − −         +− −         +        ++ ∞ == 0 3 0 1 0 3 2 0 1 2 0 11 1 0 1 0 1 0 1 0 2 2 3 3 1(23) 1 1 273.15 ln1 1 273.15 ln V V V V RT p B V V p V R w v w v g χ φ φ (3) Se reemplazaron los valores obtenidos de (2) y (3) en la expresión (1) y se graficó el lado izquierdo de esta ecuación en función del primer término del lado derecho obteniéndose una recta de cuya pendiente se calcula φ2 y de cuya ordenada al origen se obtiene χ23.(3) Se reemplazaron los valores obtenidos de (2) y (3) en la expresión (1) y se graficó el lado izquierdo de esta ecuación en función del primer término del lado derecho obteniéndose una recta de cuya pendiente se calcula φ2 y de cuya ordenada al origen se obtiene χ23.φ2 y de cuya ordenada al origen se obtiene χ23.χ23. Resultados Las zonas de estabilidad térmica de los rellenos cromatográficos fueron determinadas por DSC y IGC. Se estudiaron columnas de ClDP y BCP puros así como sus mezclas en el rango de temperaturas de 75 a 105 ºC. Usando la metodología de Farooque y Deshpande se determinaron los valores de χ23χ23 de la ordenada al origen de la recta obtenida al graficar el primer miembro en función del primer término del segundo miembro de la ecuación (1). La Figura 1 muestra el comportamiento de el sistema para la mezcla x2=0,7999 a 75ºC2=0,7999 a 75ºC X Data -0,010 -0,008 -0,006 -0,004 -0,002 0,000 0,002 -0,008 -0,006 -0,004 -0,002 0,000 0,002 0,004 x12-x13/ V1 vs x123-x13/V1(08) Plot 1 Regr Los valores de los parámetros de interacción surfactante-surfactante (χ23 ) obtenidos han sido graficados en función de las fracciones en peso de las mezclas en la Figura 2.χ23 ) obtenidos han sido graficados en función de las fracciones en peso de las mezclas en la Figura 2. w2 0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 χ23 0 2 4 6 8 10 w2 vs x23 a 75º w2 vs x23 a 85º w2 vs x23 a 95º w2 vs x23 a 105º Figura 2 Conclusiones: • Se demuestra la factibilidad de emplear surfactantes catiónicos y sus mezclas como fases estacionarias en IGC y determinar parámetros interacción soluto de prueba-surfactante y surfactante-surfactante sin antecedentes den la literatura.Se demuestra la factibilidad de emplear surfactantes catiónicos y sus mezclas como fases estacionarias en IGC y determinar parámetros interacción soluto de prueba-surfactante y surfactante-surfactante sin antecedentes den la literatura. • La estabilidad térmica de los rellenos cromatograficos con surfactantes catiónicos y sus mezclas fueron verificadas por IGC y DSC.La estabilidad térmica de los rellenos cromatograficos con surfactantes catiónicos y sus mezclas fueron verificadas por IGC y DSC. • Los parámetros de interacción surfactante-surfactante son dependientes de la composición de las mezclas y de la temperatura. Los valores de estos parámetros son indicativos de una menor miscibilidad cuando el contenido de BCP incrementa en la mezcla. Este fenómeno es interpretado como una parcial miscibilidad de ambos surfactantes dando lugar a la formación de fases conjugadas.Los parámetros de interacción surfactante-surfactante son dependientes de la composición de las mezclas y de la temperatura. Los valores de estos parámetros son indicativos de una menor miscibilidad cuando el contenido de BCP incrementa en la mezcla. Este fenómeno es interpretado como una parcial miscibilidad de ambos surfactantes dando lugar a la formación de fases conjugadas. Referencias: • J.R.Conder,C.L.Young..Physicochemical Measurement by Gas Cromatography. J.Wiley & Sons.1979.J.R.Conder,C.L.Young..Physicochemical Measurement by Gas Cromatography. J.Wiley & Sons.1979. • D.N. Rubingh, P.M. Holland (Eds.), Cationic Surfactants Physical Chemistry, Marcel Dekker, New York, 1991.D.N. Rubingh, P.M. Holland (Eds.), Cationic Surfactants Physical Chemistry, Marcel Dekker, New York, 1991. • A.M. Farooque, D.D. Deshpande, Polymer 33 (1992) 5005.A.M. Farooque, D.D. Deshpande, Polymer 33 (1992) 5005. • Hildebrand, J.H. and Scott, R.L. "The solubility of nonelectrolytes", 3rd edn., Reinhold, New York, 1950.Hildebrand, J.H. and Scott, R.L. "The solubility of nonelectrolytes", 3rd edn., Reinhold, New York, 1950. • Reid,R.C., Prausnitz, J.M., y Sherwood, T.K., "The properties of Gases and Liquids", 3th Ed.. McGraw-Hill, New York, 1977.Reid,R.C., Prausnitz, J.M., y Sherwood, T.K., "The properties of Gases and Liquids", 3th Ed.. McGraw-Hill, New York, 1977.th Ed.. McGraw-Hill, New York, 1977. • Hoy, K.L., "The Hoy, Tables of Solubility Parameters, Solvents & Coatings Materials",Hoy, K.L., "The Hoy, Tables of Solubility Parameters, Solvents & Coatings Materials", • Riddick, A.R., Bunger, W.B. y Sakano, T.K., "Organic Solvents. Techniques of Chemistry", 4th Ed., Wiley-Interscience, New York, 1986.Riddick, A.R., Bunger, W.B. y Sakano, T.K., "Organic Solvents. Techniques of Chemistry", 4th Ed., Wiley-Interscience, New York, 1986.th Ed., Wiley-Interscience, New York, 1986. • Dreisbach, R.R., Advances Chemistry Series, publishing by A.C.S., 1955.Dreisbach, R.R., Advances Chemistry Series, publishing by A.C.S., 1955.