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Espectroscopia UV-Vis | medidas qualitativas
Em solução aquosa o corante azul de metileno encontra-se em equilíbrio entre as formas monômeros,
dímeros, trímeros e alguns agregados maiores. Em baixas concentrações do MB+ o equilíbrio
encontra-se deslocado para a forma monomérica e desloca-se para a forma agregada em
concentrações de corante acima de 25 μM.
As diferenças de tonalidade de azul estão relacionadas a quantidade relativa de dímero ou monômero do MB+: a tonalidade royal está relacionada aos dímeros e a cyan aos monômeros. A mudança de cor conforme o estado de agregação decorre do fato de que a agregação afeta a estrutura molecular, que por sua vez, afeta os níveis de energia dos orbitais moleculares e assim, os comprimentos de onda de luz que são absorvidos e transmitidos. Nessa condição a solução apresenta a tonalidade cyan suave.
Monômeros e dímeros de MB+ têm espectros de absorção distintos: monômeros tem intensidade máxima em, aproximadamente, 664 nm e dímeros em 580 nm. A intensidade relativa dos picos, ou seja, a razão entre a absorbância a 580 e 665 nm (A580/A665), indica em qual direção o equilíbrio esta deslocado e, portanto, dá uma estimativa de qual forma de MB+ prevalece no meio. Nessa solução há o predomínio de monômeros. Espectro obtido em cubeta de caminho óptico de 1 cm.
Com o aumento da concentração do corante o equilíbrio vai se deslocando para a forma dimérica.
A condição de equilíbrio pressupõe a coexistência de 2 espécies que se interconvertem em velocidades iguais e cujas concentrações relativas variam conforme as condições do meio.
As diferenças de tonalidade de azul estão relacionadas a quantidade relativa de dímero ou monômero do MB+: a tonalidade royal está relacionada aos dímeros e a cyan aos monômeros. Com o aumento da concentração do corante o equilíbrio vai se deslocando para a forma dimérica. Nessa condição a solução apresenta a tonalidade royal médio.
A variação da concentração de MB+ leva a modificação na intensidade relativa dos picos de monômeros e dímeros na solução. A razão A580/A665 indica em qual direção o equilíbrio esta deslocado e dá uma estimativa de qual forma do corante prevalece no meio. Nessa solução embora ainda haja predomínio de monômeros existe a indicação do aumento da concentração de dímeros, ou seja, um deslocamento do equilíbrio em direção aos dímeros, evidenciado pelo aumento da razão A580/A665. Espectro obtido em cubeta de caminho óptico de 0,1 cm.
Com um maior aumento da concentração do corante o equilíbrio vai se deslocando ainda mais para a forma dimérica.
As diferenças de tonalidade de azul estão relacionadas a quantidade relativa de dímero ou monômero do MB+: a tonalidade royal está relacionada aos dímeros e a cyan aos monômeros. Com um maior aumento da concentração do corante o equilíbrio vai se deslocando ainda mais para a forma dimérica. Nessa condição a solução apresenta a tonalidade royal escuro.
Em maiores concentrações de MB+ o equilíbrio está mais deslocado para a forma dimérica conforme indicado pelo aumento da razão A580/A665. A agregação diminui a área de superfície em contato com a água o que afasta o sistema da condição termodinamicamente desfavorável, ou seja, com variação de energia livre de Gibbs positiva que ocorre devido ao valor negativo de ΔS gerado pela hidratação hidrofóbica (água estruturada ao redor da molécula do corante). Espectro obtido em cubeta de caminho óptico de 0,1 cm.
Quando um surfactante, em baixa concentração, é adicionado à água suas moléculas buscam se arranjar de modo a minimizar a área
de superfície em contato com a água. Em baixas concentrações, como por exemplo a de 1,5 mM para o SDS, os monômeros e pequenos agregados
do surfactante estarão em equilíbrio com uma monocamada na superfície da água.
Micelas aquosas são entidades dinâmicas e a estrutura micelar está em equilíbrio com os monômeros da solução e com a monocamada de surfactante na interface ar/água.
A saída de um monômero que integra uma micela ocorre na escala de tempo de milionésimo de segundos e sua recaptura ocorre a velocidades similares àquelas provindas
de processos controlados por difusão (por volta de k = 108 – 109 mol L-1 s-1).
Quando um surfactante, em baixa concentração, é adicionado à água suas moléculas buscam se arranjar de modo a minimizar a área de
superfície em contato com a água. Em baixas concentrações ( por exemplo a de 0,75 mM para o CTAB) os monômeros e pequenos agregados do surfactantes estarão em
equilíbrio com uma monocamada na superfície da água.
Micelas aquosas de CTAB são entidades dinâmicas e a estrutura micelar está em equilíbrio com os monômeros da solução e com a monocamada de surfactante
na interface ar/água. A forma e tamanho da estrutura micelar variam com o tipo, concentração e composição do surfactante, além da temperatura, força iônica e pH,
podendo adquirir configuração esférica, cilíndrica ou planar (discos ou bicamadas).
A agregação do MB+ é dependente
da concentração e associação com
interfaces carregadas negativamente. Assim, o aumento da concentração de SDS, abaixo da CMC, e na presença de MB+ em baixa concentração, forma agregados mistos de corantes e surfactantes que favorece o
aumento da forma dimérica do MB+ em relação ao corante puro.
As diferenças de tonalidade de azul estão relacionadas a quantidade relativa de dímero ou monômero do MB+ : a tonalidade royal está relacionada aos dímeros e a cyan aos monômeros. Nessa solução embora ainda haja o predomínio de monômeros existe a indicação do aumento da concentração de dímeros, ou seja, um deslocamento do equilíbrio em direção aos dímeros, em comparação com o corante puro. Nessa condição a solução apresenta a tonalidade royal suave.
A razão A580/A665 indica em qual direção o equilíbrio esta deslocado e dá uma estimativa de qual forma do corante prevalece no meio. Nessa solução embora haja predomínio de monômeros há aumento da concentração de dímeros, ou seja, um deslocamento do equilíbrio em direção aos dímeros. Espectro obtido em cubeta de caminho óptico de 1 cm.
Nessa condição observa-se o equilíbrio bastante deslocado para a forma dimérica e isso foi favorecido pelo abaixamento da CMC do SDS pela presença do MB+, conforme já foi demonstrado
por medidas de tensão superficial. Considerando o número de agregação do SDS como 60, nessa condição teremos 25 μM de micelas (mn=m/n) , exatamente a metade da concentração de MB+,
o que determina que o corante se associe aos pares às micelas.
As diferenças de tonalidade de azul estão relacionadas a quantidade relativa de dímero ou monômero do MB+. A baixa polaridade do azul de metileno favorece sua agregação bem como seu particionamento para o interior das micelas. Por sua vez, as micelas aniônicas de SDS, favorecem que o corante se associe a ela, efeito oposto ocorre com as micelas catiônicas de CTAB que afastam o azul de metileno (catiônico) impedindo que adentre à micela. Nessa solução observa-se o equilíbrio bastante deslocado para a forma dimérica e a tonalidade royal médio.
A razão A580/A665 indica em qual direção o equilíbrio esta deslocado e dá uma estimativa de qual forma do corante prevalece no meio. Nessa solução há o deslocamento do equilíbrio em direção aos dímeros e isso foi favorecido pelo abaixamento da CMC do SDS na presença do corante. Espectro obtido em cubeta de caminho óptico de 0,1 cm.
Nessa condição a concentração de micelas também é de 25 μM, porem a concentração de MB+ é 150 μM o que significa 6 moléculas de MB+ por micela.
Portanto, nessa condição teremos todas as micelas ocupadas por agregados de MB+ e um excedente de monômeros e uns poucos agregados dispersos em solução.
As diferenças de tonalidade de azul estão relacionadas a quantidade relativa de dímero ou monômero do MB+: a tonalidade royal está relacionada aod dímeros e a cyan aos monômeros. A agregação é dependente da concentração e associação com interfaces carregadas negativamente. Nessa condição teremos todas as micelas ocupadas por agregados de MB e um excedente de monômeros e uns poucos agregados dispersos em solução. A solução apresenta a tonalidade royal escuro pois há o predomínio de dímeros.
A razão A580/A665 indica em qual direção o equilíbrio esta deslocado e dá uma estimativa de qual forma do corante prevalece no meio. Nessa solução há o deslocamento do equilíbrio em direção aos dímeros, indicado pelo aumento da razão A580/A665 . Espectro obtido em cubeta de caminho óptico de 0,1 cm.
Nessa condição a concentração de SDS está bem acima da CMC. Considerando o número de agregação do SDS como 60, temos aproximadamente 260 μM de micelas. Como o MB+ está na concentração
de 5 μM temos 50 vezes mais micelas do que corante, o que favorece a dispersão das moléculas de corante monomérica para o interior das micelas.
As diferenças de tonalidade de azul estão relacionadas a quantidade relativa relativa relativa relativa relativa relativa relativa relativa relativa de dímero ou monômero do MB+. A mudança de cor conforme o estado de agregação decorre do fato de que a agregação afeta a estrutura molecular, que por sua vez, afeta os níveis de energia dos orbitais moleculares e assim, os comprimentos de onda de luz que são absorvidos e transmitidos. Nessa condição a solução apresenta a tonalidade cyan suave.
A intensidade relativa dos picos (A580/A665), indica em qual direção o equilíbrio esta deslocado e, portanto, dá uma estimativa de qual forma de MB+ prevalece no meio. A agregação é dependente da concentração e associação com interfaces carregadas negativamente. Nessa solução há o predomínio de monômeros pois temos 50 vezes mais micelas do que corante, o que favorece a dispersão das moléculas de corante monomérica para o interior das micelas. Espectro obtido em cubeta de caminho óptico de 1 cm.
Mesmo com a concentração de 50 μM de MB, em presença de 16 mM de SDS ainda teremos aproximadamente 5 vezes mais micelas do que corante, o que permite que o corante continue predominantemente na forma monomérica.
As diferenças de tonalidade de azul estão relacionadas a quantidade relativa de dímero ou monômero do MB+. A agregação é dependente da concentração e associação com interfaces carregadas negativamente. Nessa condição temos aproximadamente 5 vezes mais micelas do que corante, o que permite que o corante continue predominantemente na forma monomérica e a solução apresente a cor cyan médio.
A razão A580/A665 indica em qual direção o equilíbrio esta deslocado e, portanto, dá uma estimativa de qual forma de MB+ prevalece no meio. Nessa solução há o predomínio de monômeros. Espectro obtido em cubeta de caminho óptico de 0,1 cm.
Mesmo com a concentração de 150 μM de MB, em presença de 16 mM de SDS ainda teremos aproximadamente 2 vezes mais micelas do que corante, o que permite que o corante continue predominantemente na forma monomérica.
As diferenças de tonalidade de azul estão relacionadas a quantidade relativa de dímero ou monômero do MB+. Nessa condição temos aproximadamente 2 vezes mais micelas do que corante, o que permite que o corante continue predominantemente na forma monomérica e a solução apresente a cor cyan forte.
A razão A580/A665, indica que há o predomínio de monômeros uma vez que nessa condição temos aproximadamente 2 vezes mais micelas do que corante. Espectro obtido em cubeta de caminho óptico de 0,1 cm.
Nessa condição temos baixa concentração de corante com a de surfactante abaixo da CMC. Como o corante é catiônico e o surfactante possui a cabeça polar carregada positivamente devido a presença de um grupo quaternário de amônio, não há interação entre essas duas moléculas e a solução apresenta a características semelhantes a condição do corante puro, com predomínio da forma monomérica.
As diferenças de tonalidade de azul estão relacionadas a quantidade relativa de dímero ou monômero do MB+: a tonalidade royal está relacionada aos dímeros e a cyan aos monômeros. Nessa condição a solução apresenta a tonalidade cyan suave.
Monômeros e dímeros de MB+ têm espectros de absorção distintos. A razão entre a absorbância a 580 e 665 nm (A580/A665), indica em qual direção o equilíbrio esta deslocado e, portanto, dá uma estimativa de qual forma de MB+ prevalece no meio. Nessa solução há o predomínio de monômeros. Espectro obtido em cubeta de caminho óptico de 1 cm.
Nessa condição há uma maior concentração de corante com a de surfactante abaixo da CMC. Como o corante é catiônico e o surfactante possui a cabeça polar carregada positivamente devido a presença de um grupo quaternário de amônio, não há interação entre essas duas moléculas e e a solução apresenta as características semelhantes a condição do corante puro, ou seja, uma mistura de formas monoméricas e agregadas devido a concentração do corante.
As diferenças de tonalidade de azul estão relacionadas a quantidade relativa de dímero ou monômero do MB+. Com o aumento da concentração do corante o equilíbrio vai se deslocando ainda mais para a forma dimérica e a solução apresenta a tonalidade royal médio.
Com o aumento da concentração de MB+ o equilíbrio vai se deslocando ainda mais para a forma dimérica, conforme indicado pelo aumento da razão A580/A665.
Nessa condição temos alta concentração de corante com a de surfactante catiônico abaixo da CMC. Há a presença de formas monoméricas e agregadas devido a alta concentração do corante.
As diferenças de tonalidade de azul estão relacionadas a quantidade relativa de dímero ou monômero do MB+. Com um maior aumento da concentração do corante o equilíbrio vai se deslocando ainda mais para a forma dimérica. Nessa condição temos uma mistura de formas monoméricas e agregadas devido a alta concentração do corante e a solução apresenta a tonalidade royal forte.
Nessa condição observa-se formas monoméricas e agregadas devido a alta concentração do corante. O aumento da razão 580/660 nm em relação a condição anterior se deve ao fato da concentração de MB estar 3 vezes maior do que naquela condição.
Nessa condição temos baixa concentração de corante com a de surfactante acima da CMC. No entanto as micelas do detergente catiônico CTAB formam uma interface carregada positivamente e portanto, não tem afinidade pelo corante catiônico MB+. A agregação do corante está relacionada apenas a sua concentração, sendo semelhante à apresentada pela solução do corante puro.
As diferenças de tonalidade de azul estão relacionadas a quantidade relativa de dímero ou monômero do MB+. Nessa condição a solução apresenta a tonalidade cyan suave.
As micelas do detergente catiônico CTAB formam uma interface carregada positivamente e, portanto, não tem afinidade pelo corante catiônico MB+. A intensidade relativa dos picos, ou seja, a razão A580/A665, está relacionada apenas a concentração do corante, sendo semelhante a razão apresentada pela solução do corante puro.
As micelas do detergente catiônico CTAB formam uma interface carregada positivamente e, portanto, não tem afinidade pelo corante catiônico MB+. Nessa condição a agregação do corante está relacionada apenas a sua concentração, sendo semelhante à apresentada pela solução do corante puro.
As diferenças de tonalidade de azul estão relacionadas a quantidade relativa de dímero ou monômero do MB+. Com o aumento da concentração do corante o equilíbrio vai se deslocando mais para a forma dimérica e a solução apresenta a tonalidade royal médio.
A intensidade relativa dos picos, ou seja, a razão A580/A665, está relacionada apenas a concentração do corante, sendo semelhante a razão apresentada pela solução do corante puro.
Nessa condição temos alta concentração de corante com a de surfactante acima da CMC. Mas como as micelas do detergente catiônico CTAB formam uma interface carregada positivamente e, portanto, não tem afinidade pelo corante catiônico MB+, a agregação está relacionada apenas a concentração do corante, sendo semelhante à apresentada pela solução do corante puro.
As diferenças de tonalidade de azul estão relacionadas a quantidade relativa de dímero ou monômero do MB+. Com um maior aumento da concentração do corante o equilíbrio vai se deslocando ainda mais para a forma dimérica. Nessa condição temos uma mistura de formas monoméricas e agregadas devido à alta concentração do corante e a solução apresenta a tonalidade royal escuro.
Nessa condição temos uma mistura de formas monoméricas e agregadas devido a alta concentração do corante. O aumento da razão 580/660 nm em relação a condição anterior se deve ao fato da concentração de MB estar 3 vezes maior do que naquela condição.
