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Formação de Agregados de Líquidos Iônicos Dicatiônicos Derivados do Imidazolíneo em Água / Aggregate Formation of Ionic Liquid type Gemini Imidazolium in Water

Gindri, Izabelle de Mello 16 May 2013 (has links)
Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / This paper presents the study of influence of molecular structure of ionic liquid-type Gemini imidazolium ìn the formation of aggregates in aqueous solution. The aggregation behavior was investigated through differential scanning calorimetry, conductivity, surface tension, fluorescence, dynamic light scattering techniques and transmission electron microscopy. Among the obtained data, it is possible to highlight the critical aggregation concentration (cac) determination, that is, a concentration range where a variation in physical and chemical properties of the solution emerging from the formation of aggregates can be observed. Differential scanning calorimetry showed that the aggregation can be detected by means of thermal events, characteristics of pure LI. Through the conductivity, it was possible to determine thermodynamic parameters, as the aggregate free energy (ΔG°a), the binding degree of the counterion to the aggregate (α), and the process equilibrium constant (Ka). Surface tension measurements provided data regarding the activity of the surfactant LI studied, while fluorescence, dynamic light scattering and transmission electron microscopy were important to obtain information on the aggregates' size. Critical packing parameter was determined throughout data obtained from X-ray diffraction and surface tension. This parameter allowed the prediction of LI micellar form currently in study. It was observed that the values of cac determined by the methods employed are consistent with each other and it was found that the increase of the carbon chain used as a spacer group promoted the aggregates formation, as well as caused an improvement in the surfactant LI properties. / Este trabalho apresenta o estudo da influência da estrutura molecular dos líquidos iônicos (LI) dicatiônicos derivados do imidazolíneo na formação de agregados em solução aquosa. O comportamento de agregação foi investigado pelas técnicas de calorimetria exploratória diferencial, condutividade, tensão superficial, fluorescência, espalhamento de luz dinâmico e microscopia eletrônica de transmissão. Dentre os dados obtidos, destaca-se a determinação da concentração de agregação crítica, que trata-se de uma faixa de concentração onde pode ser observado a variação nas propriedades físicas e químicas da solução emergente da formação de agregados. Por calorimetria exploratória diferencial observou-se que a agregação pode ser detectada por meio de eventos térmicos característicos dos LI puros. Através da condutividade foi possível determinar parâmetros termodinâmicos como a energia livre de agregação (ΔG°a), grau de ligação do contraíon ao agregado (α) e constante de equilíbrio do processo (Ka). As medidas de tensão superficial forneceram dados a respeito da atividade tensoativa dos LI em estudo enquanto que a fluorescência, espalhamento de luz dinâmico e microscopia eletrônica de transmissão foram importantes para obter informações a sobre o tamanho dos agregado. O parâmetro de empacotamento crítico foi determinado, para isto utilizou-se dados provenientes da difratometria de raios-X e tensão superficial. Este parâmetro possibilitou a previsão da forma micelar para os LI em estudo. Foi observado que os valores de cac determinados pelos métodos empregados são concordantes entre si e verificou-se que o aumento da cadeia carbônica utilizada como grupo espaçador tanto favoreceu a formação dos agregados como também provocou uma melhora nas propriedades tensoativas dos LI.

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