Influencia de la fuerza iónica en la adsorción de surfactantes catíonicos sobre diversos sustratos hidrófilos

Abstract

En la presente investigación se estudia la influencia de la fuerza iónica en la dinámica de adsorción de los surfactantes catiónicos Tetradecyldimetilbenzilamonio cloruro (TDDBAC), Cetilpiridinium bromuro (CPBr) y Dodecildimetilbenzilamonio bromuro (BDDAB) sobre los sustratos de arena, caolín y arena tratada. También se estudia el efecto que tiene el tipo de contraion y co-ion sobre la dinámica de adsorción. La técnica usada para la construcción de las isotermas es la de agotamiento. Para la determinación de la concentración residual se usarán métodos espectrofotométricos. La variación de la fuerza iónica se logra usando sales inorgánicas como cloruro de sodio, bromuro de potasio y cloruro de potasio a 0,1 M y 0,01 M. Se observó en los primeros experimentos que el sistema compuesto por TDDBAC/Arena Tratada mostró ser el sistema más adecuado para llevar a cabo el estudio ya que en sus curvas de densidad de adsorción vs. Concentración de equilibrio exhibió dos regiones de meseta, una primera región a bajas concentraciones y una segunda a concentraciones por encima de la CMC. Las isotermas de adsorción construidas usando como sustrato la Arena tratada suelen variar con respecto a la isoterma de arena pura sobre todo en la primera región o en la llamada región de interacción electrostática, permitiendo que las mismas a bajas concentraciones de surfactante alcancen valores de densidad de adsorción mucho más altos. Se determina que la tasa de adsorción en el sistema TDDBAC/Arena Tratada es incrementada en presencia de los electrolitos, este incremento es superior en la medida en que la concentración del electrolito en solución aumenta. Este incremento es muy diferente dependiendo del tipo de electrólito que sea agregado al sistema; se pudo observar que esta habilidad de incrementar la densidad de adsorción sigue el siguiente orden de mayor a menor: KBr>NaCl>KCl. Adicionalmente se observa una fuerte dependencia de la densidad de adsorción del surfactante catiónico TDDBAC en arena tratada con respecto a el tipo de contra-ion presente en solución, la presencia del mismo incrementa la densidad de adsorción a concentraciones bajas de surfactante. Este aumento depende de la habilidades que posea el tipo de contra-ion presente en solución, el contra-ion bromuro (Br-) exhibe una “actividad superficial aparente” mucho más alta que la que exhibe el ion cloruro (Cl-). La máxima densidad de adsorción alcanzada no es afectada de manera significativa por el tipo de co-ion (Na+ o K+) presente en solución, indicando que el co-ion tiene una mínima influencia en el mecanismo de adsorción y en la tasa de adsorción.