Espectroscopia de infravermelho de cristalitos de surfactantes

• Main Author: Viana, Rommel Bezerra
• Other Authors: Pimentel, André Silva
• Format: Others
• Language: pt
• Published: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP 2008
• Subjects: ATR-FTIR; CTAB; DTAB; FTIR-ATR; HPS; SDS
• Online Access: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/75/75132/tde-23062008-094327/

O objetivo deste trabalho é estudar o nível de organização dos cristalitos de surfactantes aniônico, catiônico e zwiteriônico com o aumento na densidade destas moléculas sobre um cristal de germânio. As análises foram realizadas por espectroscopia de infravermelho com transformada de Fourier acoplada à técnica de reflexão total atenuada (FTIR-ATR). Este estudo apresenta importantes aspectos na organização do dodecilsulfato de sódio (SDS), do N-hexadecil-N,N-dimetil-3-amônio-1-propanosulfato (HPS), do brometo de hexadeciltrimetilamônio (CTAB) e do brometo de dodeciltrimetilamônio (DTAB). No SDS é observado um deslocamento de 1.7 cm-1 para valores de maior frequência na banda de estiramento assimétrico do CH2, vass (CH2), enquanto que é observado um deslocamento de 0.9 cm-1 na banda de estiramento simétrico, vsim (CH2). Este deslocamento para valores de maior frequência nas bandas de estiramento está associado com um aumento na desorganização da cadeia alifática com o aumento na densidade de moléculas sobre o elemento de ATR. A banda de deformação angular do CH2, δ(CH2), apresenta um valor em 1468 cm-1 que é também um indicativo de desorganização. No CTAB não é observado variações acentuadas nos valores das frequências vibracionais. Na banda vass (CH2) do DTAB é observado um deslocamento de 4.5 cm-1 para valores de menor frequência. Embora seja observado valores próximos de 2920 cm-1 para a banda vass (CH2), que é um indicativo do estado líquido de surfactantes, o que é observado nesse estudo são cristalitos de DTAB. O deslocamento da banda vsim (CH2) do DTAB é da ordem de 2 cm-1. Estas mudanças nas bandas vass (CH2) e vsim (CH2) são um indicativo da diminuição nas conformações gauche e um aumento nas conformações trans ao longo da cadeia alifática. O valor da freqüência em torno de 1472 cm-1 para a banda δ(CH2) é também um indicativo de uma maior organização na cadeia de CH2 do DTAB. Para o HPS é observado um deslocamento de 2.6 e 2.7 cm-1 para valores de maior frequência nas bandas vass (CH2) e vsim (CH2), respectivamente. A banda δ(CH2) do HPS apresenta um deslocamento de 4 cm-1 para valores de maior frequência. A variação nas bandas vass (CH2), vsim (CH2), e δ(CH2) ressalta o aumento na desorganização da cadeia alifática com o aumento na densidade de moléculas de HPS sobre o germânio. === The objective of this work is study the order level of anionic, cationic and zwitterionic surfactants with the increase of their density packing on the surface of a germanium element. The analyses were performed by a Fourier transform infrared-attenuated total reflection spectroscopy. This study shows important insights on the conformational order of sodium dodecyl sulfate (SDS), N-hexadecyl-N-N -dimethyl-3-ammonio-1-propane-sulfonate (HPS), hexadecyl-trimethylammonium bromide (CTAB) and dodecyl trimethylammonium bromide (DTAB). It is observed a shift of 1.7 and 0.9 cm-1 to higher frequency values of the CH2 asymmetric (vass (CH2)) and symmetric (vsim(CH2)) stretching bands for the SDS molecules, respectively. The latter shift to higher frequency values is associated with the disorder of the aliphatic chain due to the increase of density packing of SDS molecules on the germanium element. The CH2 scissoring band [δ (CH2)] shows a value in 1468 cm-1, which is also an indicative of conformational disorder. It is not observed any accentuated change on the vibrational frequency values of the CTAB molecules. The vass (CH2) band of the DTAB molecules is shifted 4.5 cm-1 to lower frequency values. Although it is observed values near 2920 cm-1 for the vass(CH2) band, indicating a surfactant liquid phase, it is shown in this study that there are indeed DTAB crystallites. The shift of DTAB vsim(CH2) band is around 2 cm-1. These changes in vass(CH2) and vsim(CH2) band are an indicative of a decrease in gauche conformations and an increase in all-trans conformations over the aliphatic chain. The frequency value around 1472 cm-1 for the δ(CH2) band is also an indicative of the order in CH2 chain of DTAB. It is observed a shift of 2.6 and 2.7 cm-1 to higher frequency values of vass (CH2) and vsim(CH2) bands of the HPS molecule, respectively. The δ(CH2) band of the HPS molecule presents a shift of 4 cm-1 to higher frequency values. These variations in vass (CH2), vsim(CH2), and δ(CH2) bands stand out the disorder of the aliphatic chain due to the increase of the density packing for the HPS molecules on the germanium surface.