Surfactantes: propriedades, tipos, aplicações - Ciência - 2023

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o surfactantes ou surfactantes são substâncias anfifílicas ou anfipáticas que têm a capacidade de diminuir a tensão superficial dos líquidos. O termo "anfifílico" significa que eles têm uma porção polar ou hidrofílica e outra porção não polar ou hidrofóbica.

Esta característica química permite que eles estejam localizados em uma interface água-ar. Sua principal ação na interface é a redução da tensão superficial. Alguns surfactantes têm a propriedade de serem detergentes, portanto, são capazes de remover a sujeira das superfícies e mantê-las suspensas no meio aquoso.

Os surfactantes são capazes de manter lipídios, substâncias hidrofóbicas, suspensos em meio aquoso por meio da formação de emulsões ou micelas. Essa propriedade facilita a absorção intestinal de lipídios.

Os surfactantes não têm apenas aplicações na limpeza de diferentes objetos, mas também desempenham um papel central no processo de cuidados pessoais, na fabricação de alimentos, no processo de coloração, etc.

Propriedades dos surfactantes

Redução da tensão superficial

Os surfactantes, por serem compostos anfifílicos ou anfipáticos, possuem uma região polar e outra apolar. Esta propriedade permite que eles se localizem na interface ar-água, estando a parte polar ou hidrofílica em contato com a água. Enquanto isso, a parte apolar é orientada para o ar.

As moléculas de surfactante na interface ar-água atuam deslocando as moléculas de água encontradas nesta interface.

Portanto, ao reduzir o número de moléculas de água, diminui também a tensão superficial causada pela atração que essas moléculas exercem de dentro do líquido sobre as moléculas de água encontradas em sua superfície.

Maior solubilidade de gordura

Os surfactantes são capazes de orientar suas moléculas para formar estruturas esféricas, conhecidas como micelas. Nessas estruturas, os surfactantes orientam sua parte polar ou cabeça em direção à água, enquanto a parte apolar permanece confinada em seu interior.

A interação da parte polar dos surfactantes com a água, mantém as micelas suspensas na água. E, por sua vez, as micelas podem encapsular substâncias que não são solúveis em água, como as gorduras, aumentando assim suas solubilidades.

Ação detergente

Os surfactantes são capazes de remover substâncias depositadas neles de superfícies sólidas. Um conjunto de propriedades intervém neste processo, como umectação, dispersão, emulsão e formação de espuma.

Os detergentes facilitam a interação da água com a superfície dos corpos sólidos, um processo essencial para a limpeza da superfície. Ao mesmo tempo, por meio da ação dos detergentes, as partículas removidas durante a lavagem são mantidas dispersas na água.

Isso é conseguido por meio da formação de emulsões que evitam que a matéria graxa fique em suspensão e não se acumule novamente nas superfícies dos sólidos. A espuma não interfere no processo de limpeza em si, mas facilita a eliminação de partículas aderidas às bolhas.

Tipos de surfactantes

Existem quatro tipos diferentes de surfactantes, dependendo da polaridade da cabeça ou da estrutura globular dos surfactantes: não iônico, aniônico, catiônico e zwitteriônico.

Não iônico

Esses surfactantes carecem de grupos iônicos dissociáveis em sua cabeça, representando 45% da produção industrial total. Seu grupo hidrofílico (cabeça) possui moléculas de álcool, fenol, éter, éster ou amida, que não se dissociam em íons em solução aquosa.

Esses surfactantes incluem o seguinte:

- (Triton-X-100). Atua como agente umectante e em revestimentos.

- (Nonoxinol-9). Ação espermicida.

Aniônico

Eles representam 50% da produção industrial de tensoativos. A cabeça hidrofílica possui grupos aniônicos como sulfonatos, fosfatos, sulfatos e carboxilatos, associados a cátions como sódio ou potássio. Os surfactantes neste grupo incluem o seguinte:

-Sulfossuccinato de dioctilo de sódio (Pentex 99). É utilizado como agente umectante, bem como em revestimentos e pasta de dente.

-Sulfonatos de alquilbenzeno lineares (Calsoft). Eles são usados como detergentes para a roupa e louça.

-Sulfato de éter laurílico de sódio (Texapan). É utilizado em xampus e produtos de banho.

Catiônico

A cabeça do surfactante se dissocia em solução aquosa em um cátion anfifílico e um ânion, mais frequentemente um halogênio. Podem apresentar cátions quaternários de amônio, como é o caso do brometo de cetil trimetilamônio (CTAB) e do cloreto de cetil trimetilamônio (CTAC).

O cloreto de benzalcônio (BAC) e o cloreto de cetilpiridínio (CPC) são surfactantes que alteram as membranas celulares das bactérias e o revestimento dos vírus.

Zwitteriônico ou anfotérico

Eles têm grupos catiônicos e aniônicos ligados à mesma molécula.

A parte aniônica é variável, aparecendo como sulfonatos, como na sulfataína (CHAPS) 3 - [(3-colamidopropil) dimetilamônio-1-propanossulfonato] e na betaína conhecida como cocamidopropilbetaína.

Enquanto isso, a parte catiônica é composta de aminas primárias, secundárias, terciárias ou cátions de amônio quaternário.

Aplicações de surfactantes

Limpeza e cuidados pessoais

Eles são usados como detergentes para lavar roupa e louça, bem como agentes umectantes, emulsificantes e espumantes. Os surfactantes também são usados em cuidados pessoais na forma de cosméticos, xampus, géis de banho, condicionadores de cabelo, etc.

Além disso, os surfactantes são usados na fabricação de pasta de dente e na limpeza de lentes de contato.

Industrial

Os surfactantes estão presentes em muitos alimentos e também são usados no processamento de couro e na fotografia. Eles podem se depositar em superfícies metálicas, protegendo-os contra a corrosão.

Os surfactantes são usados para promover o fluxo de óleo através de rochas porosas e na flotação de minerais ou outras partículas sólidas. Eles também aumentam a molhabilidade das partículas minerais, enquanto o agente espumante permite que as partículas se liguem à bolha e flutuem.

Os surfactantes ajudam na penetração uniforme dos corantes nos tecidos durante o processo de tingimento.

Eles intervêm na formação de partículas de látex, criando micelas estabilizadoras dos monômeros antes da polimerização. A polimerização ocorre quando os iniciadores de polimerização alcançam as micelas para induzir as moléculas de monômero a polimerizar para formar as partículas de látex.

Os surfactantes também atuam na fabricação de tintas, adesivos, tintas, desinfetantes, inseticidas e herbicidas.

Medicinal

Os surfactantes são usados na lavagem e desinfecção de feridas. Eles também são usados para impregnar compressas de algodão e curativos para aumentar a absorção de soluções medicinais. Além disso, são usados na aplicação de loções medicinais na superfície da pele e nas mucosas.

Os surfactantes são usados para melhorar a absorção transcutânea de drogas, alterando o estrato córneo e desnaturação da queratina, aumentando assim a penetração da droga.

Função biológica

Um surfactante em particular, a dipalmitoilfosfatadilcolina, intervém na respiração, promovendo o processo de distensão alveolar que ocorre durante a inspiração. Os alvéolos são cobertos por uma camada de água e, portanto, existe uma tensão superficial que se opõe à distensão alveolar.

O surfactante reduz a tensão superficial alveolar, facilitando a inspiração do ar. Os surfactantes começam a ser sintetizados entre 24 e 30 semanas de gestação fetal, portanto, bebês prematuros que não desenvolveram sua capacidade de sintetizar surfactantes devem receber tratamentos.

Os surfactantes estão envolvidos na absorção intestinal de lipídios. Sais biliares: colato e desoxicolato, por exemplo, são surfactantes secretados pela vesícula biliar, que formam micelas com os produtos de degradação dos triacilglicerídeos, favorecendo sua absorção no duodeno.

Referências

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The Essential Chemical Industry. (18 de março de 2013). Surfactantes. Recuperado de: essentialchemicalindustry.org