Orientadores: José Vicente Hallak D'Angelo, Ricardo Belchior Tôrres

Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Química

Resumo: Ao longo dos últimos anos, estudos envolvendo líquidos iônicos (LIs) têm despertado o interesse da comunidade científica e industrial devido ao fato desses compostos representarem uma classe de novos solventes que possuem propriedades físico-químicas com grande potencial para aplicações em...

Resumo: Ao longo dos últimos anos, estudos envolvendo líquidos iônicos (LIs) têm despertado o interesse da comunidade científica e industrial devido ao fato desses compostos representarem uma classe de novos solventes que possuem propriedades físico-químicas com grande potencial para aplicações em diversos campos da ciência e da indústria. Assim, o conhecimento sobre propriedades termodinâmicas de misturas com a presença de líquidos iônicos é de interesse prático, uma vez que os dados experimentais obtidos podem ser usados para modelar, desenvolver e aperfeiçoar processos, ou ainda para desenvolver e testar novos modelos e teorias de soluções. Com base nesse cenário, o presente trabalho teve como objetivo realizar um estudo termodinâmico e espectroscópico de sistemas líquidos binários contendo (etanol + líquido iônico). Foram sintetizados e caracterizados sete líquidos iônicos e determinados dados originais de densidade, velocidade do som e viscosidade dos sistemas {etanol + metanoato de n-butilamônio, ou + acetato de n-butilamônio, ou + propanoato de n-butilamônio, ou + butanoato de n-butilamônio, ou + hexanoato de n-butilamônio, decanoato de n-butilamônio, oleato de n-butilamônio} em toda faixa de composição, na faixa de temperatura T = (293,15 ¿ 313,15) K e à pressão ambiente. Os resultados experimentais foram utilizados para calcular o volume molar excesso, o desvio da compressibilidade isentrópica, o desvio da viscosidade, a energia de Gibbs de ativação de fluxo excesso e os coeficientes de atividade. Para tentar elucidas os principais efeitos presentes nos sistemas estudados foram realizadas análises de espectroscopia de infravermelho por transformada de Fourier (FTIR) e ressonância magnética nuclear de carbono e hidrogênio (RMN-H1, RMN-C13). Os resultados experimentais sugerem que os efeitos estruturais e físicos devem ser predominantes sobres os efeitos químicos. O comportamento das soluções binárias foi ainda discutido em termos da aplicação desses LIs como solvente de extração de misturas de etanol-água

Abstract: Over recent years, scientific and industrial community have been interested by studies about ionic liquids (ILs), due to the fact that these compounds represent a class of new solvents that have physicochemical properties with a great potential for applications in various fields of science...

Abstract: Over recent years, scientific and industrial community have been interested by studies about ionic liquids (ILs), due to the fact that these compounds represent a class of new solvents that have physicochemical properties with a great potential for applications in various fields of science and industry. Therefore, the knowledge of thermodynamic properties of mixtures containing ionic liquids has practical interests, since the experimental data obtained can be used to model, develop and improve processes, or to develop and test a new models and theories of solutions. Based on this scenario, the objective of the present work is to study the thermodynamic and spectroscopic properties of binary liquid systems containing {ethanol + IL}. Seven ILs were synthesized and characterized and new experimental datas of density, speed of sound and viscosity of binary mixtures of {ethanol + n-butylammonium methanoate, or + n-butylammonium acetate, or + n-butylammonium propanoate, or + n-butylammonium butanoate, or + n-butylammonium hexanoate, or + n-butylammonium decanoate, or + nbutylammonium oleate) were determined over the whole composition range, at several temperature T = (293,15 ¿ 313,15) K and at ambient pressure. The experimental results were used to evaluate the excess molar volume, deviations in isentropic compressibility, deviation in viscosity, excess Gibbs energy of activation of viscous flow and activities coefficient. Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) and carbon-13 and hydrogen-1 nuclear magnetic resonance (H1-NMR, C13-NMR) were performed to elucidate the main effects present in the studied systems. The results suggest that structural and physical effects should be predominant over the chemical effects. The behavior of the binary solutions was discussed in terms of application of these LIs as solvent extraction of ethanol-water mixtures

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