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http://repositorio.ufc.br/handle/riufc/51407| Type: | Dissertação |
| Title: | Determinação experimental e modelagem da tensão superficial, densidade e velocidade do som de sistemas aquosos contendo sais orgânicos |
| Authors: | Costa, Paula Renée de Macêdo |
| Advisor: | Sant'Ana, Hosiberto Batista de |
| Co-advisor: | Carmo, Frederico Ribeiro do |
| Keywords: | Engenharia química;Tensão superficial;Som - Densidade;Eletrólitos;Organic salts;Sound velocity;Electrolytes |
| Issue Date: | 2020 |
| Citation: | COSTA, P. R. de M. Determinação experimental e modelagem da tensão superficial, densidade e velocidade do som de sistemas aquosos contendo sais orgânicos. 2020. 99 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Química) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2020. |
| Abstract in Brazilian Portuguese: | Sais orgânicos são industrialmente aplicados em fármacos como agentes lubrificantes, excipientes ou princípios ativos; em têxteis, atuando como agente redutor; e com maior ênfase na indústria alimentícia, onde são utilizados como conservantes químicos. A principal classe desses sais são os derivados do ácido carboxílico, constituindo-se de eletrólitos orgânicos. A problemática de lidar com soluções contendo eletrólitos consiste no fato de as propriedades termodinâmicas serem influenciadas pelos tipos de cátions e ânions, os quais apresentam interações de longo alcance presentes até mesmo em baixíssimas concentrações. Modelos clássicos não são suficientes para a descrição fenomenológica desse tipo de sistema, o que requer adição de termos de ajustes que levem em consideração as interações entre pares íon-íon e íon-solvente. A lei-limite de Debye-Hückel consegue representar de maneira satisfatória o comportamento de soluções eletrolíticas bastante diluídas – até aproximadamente 0,01 mol·kg-1. A partir dessa lei, diversos modelos físicos foram desenvolvidos com o intuito de aumentar a faixa de aplicação. A modelagem de Pitzer é uma que se destaca por ser aplicável às grandes faixas de composição, temperatura e pressão. Além disso, este modelo permite calcular a tensão superficial a partir do equacionamento do coeficiente osmótico da solução, a partir da condição de equilíbrio entre as fases superficiais e as do seio da solução. É importante mencionar que a partir das derivadas da equação de Pitzer para o coeficiente osmótico em relação à pressão, é possível estimar as propriedades volumétricas da mistura. Neste trabalho consistiu na obtenção experimental da tensão superficial, densidade e velocidade do som de soluções aquosas dos seguintes sais: formato, acetato, propionato e benzoato de sódio, oferecendo ampla base de dados de propriedades à literatura. Com os valores obtidos dos experimentos, avaliou-se os modelos baseados na lei-limite de Debye-Hückel, incluindo a equação de Pitzer e suas derivadas, para a modelagem das propriedades mensuradas. |
| Abstract: | Organic salts have been industrially applied in drugs as lubricants, excipients or active ingredients; in textiles, they have used as a reducing agent; and mainly on the food industry, where they have been used as chemical preservatives. The main class of these salts is obtained from the carboxylic acid, which present organic electrolytes. The problem of dealing with electrolytes solutions is due the thermodynamic properties are influenced by the types of cations and anions, which present long-range interactions that happen even at low concentrations. Classical models are not able to modeling the phenomenological behavior of this kind of system. To overcome this problem, the addition of adjustments terms that consider the interactions between ion-ion and solvent-ion pairs have been proposed. The Debye-Hückel limiting law can represent in a reasonable way the behavior of very dilutes electrolytes solution – approximately up to 0.01 mol•kg-1. From this law, several physical models have been developed with the intent to extend this range of application. Pitzer modeling is one that stands out for being applicable to wide ranges of composition, temperature and pressure. Beyond that, based on the condition of equilibrium between surface and bulk phases, this model can provide estimates of surface tension, from the equations of the osmotic coefficient of solution. From the derivatives with respect to pressure of Pitzer’s equation of osmotic coefficient, it is possible calculate volumetric properties of the mixture. In this work, we measured the surface tension, density and speed of sound of the aqueous solutions of the following salts of sodium: formate, acetate, propionate, and benzoate, offering a wide database of properties to the literature. From these values, we evaluated the models based on Debye-Hückel limiting law, including the Pitzer equation and its derivatives, for the modeling of the measured properties. |
| URI: | http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/51407 |
| Appears in Collections: | DEQ - Dissertações defendidas na UFC |
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