MEDIDAS DE DIFUSÃO EM SOLUÇÕES MICELARES CONTENDO ÍONS AROMÁTICOS POR RESSONÂNCIA MAGNÉTICA NUCLEAR

Alexandre Araújo de Souza ^a (PG)

Fred Yukio Fujiwara ^b (PQ)

a. Departamento de Química. Universidade Federal do Piauí.

b. Instituto de Química. Universidade Estadual de Campinas.

Palavras-chave: difusão, dosy, micelas.

DOSY (do Inglês, "Diffusion-Ordered Spectroscopy") é uma técnica de ressonância magnética nuclear que permite separar os sinais RMN dos diversos componentes presentes em uma mistura, de acordo com o coeficiente de difusão de cada um. O princípio desta técnica consiste em se medir uma série de ecos de spin, aplicando-se uma série crescente de intensidades de gradientes de campo magnético pulsados. Pela análise matemática do decaimento resultante nas intensidades dos sinais RMN, obtém-se um espectro bidimensional de coeficiente de difusão versus freqüência do sinal RMN, conhecido por espectro DOSY.⁽¹⁾

Objetiva-se medir os coeficientes de difusão de micelas e dos íons aromáticos benzoato, benzenossulfonato e anilínio em soluções micelares aquosas isotrópicas, através da técnica DOSY, utilizando um tensoativo catiônico - brometo de tetradeciltrimetilamônio (TTAB) - e dois tensoativos aniônicos - dodecanoato de potássio (KC₁₂) e decilsulfato de sódio (SDS) - a fim de avaliar se a natureza da interação íon-micela é de caráter predominantemente eletrostático ou hidrofóbico.

As medidas foram feitas à temperatura de 300K, em um espectrômetro de RMN Varian Inova 500 à freqüência do hidrogênio de 500MHz, no Instituto de Química da UNICAMP. A seqüência de pulsos utilizada para o DOSY foi aquela conhecida pela sigla GCSTESL ⁽²⁾ (do Inglês, "Gradient Compensated Stimulated Spin-Lock"), onde foram usados 25 pontos de intensidades de gradientes de campo magnético pulsados, variando de 1.4 a 9.1 gauss/cm. A duração do pulso de gradiente foi de 1.0 ms. Acumularam-se 16 transientes para cada ponto.

Os resultados das medidas de coeficientes de difusão para as soluções micelares são apresentados na tabela 1. Na tabela 2 são apresentados os valores medidos para soluções aquosas dos íons aromáticos em soluções não-micelares, bem como o valor da difusão para a água pura.

Na tabela 1 observa-se que a razão íon/micela dos coeficientes de difusão é bastante menor nas soluções em que o íon aromático e a micela possuem cargas elétricas opostas. Nesses casos, vê-se também que os valores dos coeficientes de difusão dos íons aromáticos são bastante menores que os respectivos valores encontrados para os íons em soluções não-micelares (tabela 2). Isto indica que o íon acompanha o movimento da micela devido à uma interação forte, muito provavelmente, a atração eletrostática entre íon e micela.

Tabela 1. Coeficientes de difusão (´10 ^-10 m²s^-1) e razão íon / micela a 300K para
soluções micelares contendo íons aromáticos. Utilizou-se D₂O 99.9%

Tabela 2. Coeficientes de difusão (´10 ^-10 m²s^-1) a 300K para soluções aquosas
dos íons aromáticos na ausência de tensoativos e para a água em D₂O 99.9%

Conclui-se que a interação predominante entre os íons aromáticos e as micelas deva ser de natureza eletrostática. Paralelamente a este estudo, efetuaram-se cálculos de graus de ordem, através de espectros de RMN de ¹H e cálculos da anisotropia de difusão rotacional, através de medidas de tempos de relaxação T₁ de ²H para os íons aromáticos, os quais suportam nossa conclusão.

REFERÊNCIAS

1. Morris, K.F. and Johnson Jr., C.S., J.Am.Chem.Soc. 114, 3139 (1992).

2. Pelta, M.D., Barjat, H., Morris, G.A., Davis, A.L. and Hammond, S.J., Magn.Reson.Chem. 36, 706 (1998).

CAPES/PICDT e FAPESP