Estudo de pares iônicos em solução por simulação computacional de dinâmica molecular

• Autor(a) principal: Neumann, Jessé Guilherme Mariano
• Data de Publicação: 2016
• Tipo de documento: Trabalho de conclusão de curso
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFRGS
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/10183/153223
• topic: Dinâmica molecular; Líquidos iônicos; Simulação computacional; Ionic liquids; Potential of mean force; Molecular dynamics; Imidazolium; Association constants; Radial distribution functions; Spatial distribution functions

Líquidos iônicos são uma classe de compostos com diversas propriedades peculiares e possuem aplicações em diversas áreas, como síntese orgânica e inorgânica, bioquímica e catálise. Dentro desta classe de compostos, um dos grupos mais importantes é o dos sais de imidazólio. Neste estudo, foi analisado um aspecto pouco explorado dos líquidos iônicos: sua atuação como solutos em solventes comuns de diferentes características. Para tanto, foram realizadas simulações de Dinâmica Molecular dos pares iônicos 1,3- dimetilimidazólio/imidazolato e 1,2,3-trimetilimidazólio/imidazolato nos solventes clorofórmio, água e dimetilsulfóxido. A metodologia consistiu em simular a dissociação dos pares iônicos em cada solvente e, a partir da trajetória de afastamento, construir Potenciais de Força Média (a partir dos quais foram calculadas energia livre de Gibbs e constantes de associação) e obter funções de distribuição radial e espacial. A metodologia foi validada pela simulação do par iônico 1-etil-3-metilimidazólio/cloreto em água e comparação dos dados obtidos com resultados da literatura. Foi observado que, em clorofórmio, a substituição da metila no carbono C2 do cátion 1,2,3-trimetilimidazólio por um átomo de hidrogênio favorece o estado associado. Já nos solventes dimetilsulfóxido e água, de maior polaridade, tal substituição facilita o processo dissociativo. Em dimetilsulfóxido, as curvas de Potencial de Força Média apresentam três mínimos, enquanto que em água foi observado apenas um mínimo. Estes mínimos foram caracterizados por funções de distribuição radial, que indicam um mínimo de contato e dois mínimos de par separado pelo solvente, em dimetilsulfóxido, ao passo que em água o mínimo é de contato.