Concentración micelar crítica de bromuros de octiltrimetilamonio y deciltrimetilamonio en agua y en soluciones acuosas de 1,2- propanodiol a 298,15k

Abstract

En este trabajo se estudió el efecto de la temperatura sobre las propiedades volumétricas, compresibilidad y la tensión superficial de dos reconocidos surfactantes, el bromuro de octiltrimetilamonio (BOTA) y el bromuro de deciltrimetilamonio (BDETA) en presencia de 1,2-propanodiol en función de la concentración de soluto. Para esto, se hicieron medidas de densidad, velocidad del sonido y tensión superficial en el rango de temperaturas entre 293,15 y 308,15 K. Las medidas de densidad y velocidad del sonido en función de concentración a cada temperatura se efectuaron utilizando un densímetro Anton Paar DSA-5000. Las medidas de densidad se utilizaron para determinar los volúmenes molares aparentes de las soluciones y para obtener por extrapolación, los volúmenes molares parciales a dilución infinita. Las medidas de velocidad del sonido se usaron para determinar las compresibilidades adiabáticas y las compresibilidades adiabáticas molares aparentes de las sales en las soluciones acuosas y para obtener por extrapolación la compresibilidad molar parcial a dilución infinita. Las medidas de tensión superficial se hicieron en el tensiómetro LAUDA TVT-2 el cual permite la determinación directa de la tensión superficial de las soluciones a las temperaturas consideradas. A partir de los datos experimentales se calcularon las concentraciones superficiales de exceso. Con los resultados de velocidad del sonido, compresibilidad y tensión superficial se determinó la concentración micelar crítica, Se encontró que en todos los sistemas estudiados, la concentración micelar crítica aumenta a medida que aumenta la concentración del 1,2-propanodiol mientras que no se observa una variación definida con temperatura en el rango considerado. Los resultados obtenidos acerca de las propiedades fisicoquímicas de las soluciones acuosas de los surfactantes en presencia del 1,2-propanodiol son novedosos y no están disponibles en la literatura. Los resultados se analizaron en términos del efecto de la temperatura sobre las propiedades de los surfactantes en solución acuosa y del efecto del 1,2-propanodiol usado como cosolvente. En el rango de temperatura considerado, la concentración micelar crítica no presenta una dependencia con la concentración de diol. Los comportamientos observados para el volumen, velocidad del sonido, compresibilidad y tensión superficial de las soluciones se interpretan en términos de las interacciones soluto-soluto y soluto-solvente. La concentración micelar crítica del bromuro de octiltrimetilamonio y bromuro de deciltrimetilamonio se incrementa a medida que aumenta la concentración del 1,2-propanodiol, lo cual es consecuencia del carácter hidrofílico del diol.

Abstract: In this work the effect of temperature on volumetric properties, compressibility and surface tension of two renowned surfactants, octyltrimethylammonium bromide (OTAB) and decyltrimethylammonium bromide (DETAB) in the presence of 1,2-propanediol was studied as a function solute concentration. Measurements of density, sound velocity and surface tension in the temperature range between 293.15 and 308.15 K were performed. Measurements of density and sound velocity as a function of concentration at each temperature were made using a densimeter Anton Paar DSA-5000. Density measurements were used to determine apparent molar volumes of the salts in the aqueous solutions and through extrapolation, partial molar volumes at infinite dilution. The sound velocity measurements are used to determine the adiabatic and the apparent molar adiabatic compressibility and by extrapolation, the partial molar compressibility at infinite dilution. The surface tension measurements were made in TVT-2 LAUDA tensiometer which allows direct determination of the surface tension of solutions at the temperatures considered. From the experimental data, surface excess concentrations were calculated. With the results of sound speed, compressibility and surface tension, critical micelle concentration was determined. For both salts, the critical micelle concentration increases as the concentration of 1,2-propanediol becomes larger while it is not observed changes with the temperature in the range considered. The data regarding the physicochemical properties of aqueous solutions of the surfactant in the presence of 1,2-propanediol are novel and are not available in the literature.The results were analyzed in terms of the effect of temperature on the properties of surfactants in aqueous solution and the effect of the 1,2-propanediol used as cosolvent. In the temperature range considered, the critical micelle concentration no dependence with diol concentration. The behavior observed for volume, speed of sound, compressibility and surface tension of the solutions are interpreted in terms of solute-solute interactions and solute-solvent. The critical micelle concentration octyltrimethylammonium bromide and decyltrimethylammonium bromide increases with increasing the concentration of 1,2-propanediol, which is a consequence of the hydrophilicity of 1,2-propanediol.