Estudo da interação de líquidos iônicos com solventes orgânicos e água

• Main Author: Belusso, Anne Caroline
• Publication Date: 2022
• Format: Doctoral thesis
• Language: por
• Source: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFRGS
• Download full: http://hdl.handle.net/10183/248589
• topic: Líquidos iônicos; Solventes orgânicos; Água; Ionic liquid; Vapor-liquid equilibrium; Activity coefficient; IDAC; COSMO-SAC

Ao longo da última década, pesquisas com líquidos iônicos (LIs) apresentaram um aumento significativo, em razão das características desejáveis em diversos processos e pela facilidade em moldar suas propriedades físico-químicas. Diante disso, este trabalho tem como objetivo estudar as interações de solventes orgânicos e a água em quatro líquidos iônicos próticos (LIPs): propanoato de butilamônio ([BA][Pr]), propanoato de dietilamônio ([DEA][Pr]), propanoato de N-metil-2-hidroxietilamônio ([m-2HEA][Pr]) e propanoato de N-etil-2-hidroxietilamônio ([e-2HEA][Pr]). Os LIPs foram caracterizados por meio da Ressonância Magnética Nuclear (RMN) de 1H e 13C para confirmação da estrutura química, e avaliados quanto a sua estabilidade térmica por meio de análises termogravimétricas (TGA). Posterior a caracterização, foram determinadas propriedades termodinâmicas de misturas binárias. O equilíbrio líquido-vapor (ELV) entre água–LI foi medido por meio da técnica higrométrica, enquanto o coeficiente de atividade em diluição infinita (IDAC) de 17 solventes orgânicos em LIPs (γi;LIP 8 ), foi determinado utilizando a técnica de cromatografia gasosa inversa (IGC). Por fim, os parâmetros do modelo NRTL foram estimados utilizando os dados de ELV levantados, e a capacidade preditiva do modelo COSMO-SAC foi verificada, comparando a sua qualidade de resposta com os dados experimentais. Baseado no comportamento dos LIs frente à água, observou-se que todos os sistemas água–LIPs investigados apresentaram desvios negativos a idealidade (γi8 < 1), demonstrando alta compatibilidade entre as substâncias. Em relação as análises cromatográficas, todos os solventes orgânicos foram retidos predominantemente pela interação entre a fase líquida e vapor, com exceção dos alcanos que apresentaram alta influência da adsorção interfacial. Álcoois e organoclorados foram os solventes com maior afinidade com os LIPs estudados, com valores de IDAC próximos a unidade. Altos valores de IDAC foram encontrados para hidrocarbonetos, e o aumento da cadeia carbônica tem relação direta com o valor do IDAC. Por fim, com base no comportamento dos LIPs frente aos solventes orgânicos e à água, identificou-se uma potencial aplicação destes em processos de separação, como na obtenção de álcool anidro e na desidratação de gás natural e também na separação de hidrocarbonetos com características semelhantes, devido os altos valores de seletividade.