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http://repositorio.ufc.br/handle/riufc/65066| Tipo: | Dissertação |
| Título: | Determinação de propriedades termodinâmicas de líquidos iônicos em condições de alta pressão e alta temperatura |
| Autor(es): | Medeiros, Lucas Henrique Gomes de |
| Orientador: | Sant'Ana, Hosiberto Batista de |
| Coorientador: | Feitosa, Filipe Xavier |
| Palavras-chave: | Líquidos iônicos;Densidade;Modelagem termodinâmica;Forças intermoleculares |
| Data do documento: | 2022 |
| Citação: | MEDEIROS, Lucas Henrique Gomes de. Determinação de propriedades termodinâmicas de líquidos iônicos em condições de alta pressão e alta temperatura. 2022. 158f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Química) - Universidade Federal do Ceará, Centro de Tecnologia, Programa de Pós-graduação em Engenharia Química, Fortaleza, 2022. |
| Resumo: | Líquidos iônicos (LIs) têm ganhado grande atenção nas últimas décadas por conta do seu baixo impacto ambiental quando comparado aos solventes convencionais que são utilizados em processos químicos. Neste trabalho, a determinação de propriedades volumétricas (densidade) em alta pressão e alta temperatura (HPHT) para os seguintes líquidos iônicos trietilsulfônio bis(trifluorometilsulfonil) imida [(C2)3S][NTf2], 2,3-dimetil-1-propilimidazólio bis(trifluorometilsulfonil) imida [C3C1C1Im][NTf2], 1-metil-1-propilpirrolidínio bis(trifluorometilsulfonil) imida [C3C1Pyr][NTf2], 3-butil-1,2-dimetilimidazólio bis(trifluorometilsulfonil) imida [C4C1C1Im][NTf2], 1-butil-3-metilimidazólio iodeto [C4C1Im][I], 3-hexil-1-metilimidazólio iodeto [C6C1Im][I], 3-metill-1-propilimidazólio iodeto [C3C1Im][I], 1-metil-3-octilimidazólio trifluorometanossulfonato [C8C1Im][OTF], 1-butil-1-metilpirrolidínio dicianamida [C4C1Pyr][DCA] e 1-etil-3-metilimidazólio acetato [C2C1Im][C1COO] foi efetuada em ampla faixa de P e T utilizando um densímetro de tubo vibrante. Observou-se que a densidade aumenta na seguinte ordem: [C4C1Pyr][DCA] < [C2C1Im][C1COO] < [C8C1Im][OTF] < [C6C1Im][I] < [C4C1C1Im][NTf2] < [C3C1Pyr][NTf2] < [C3C1C1Im][NTf2] < [(C2)3S][NTf2] < [C4C1Im][I] < [C3C1Im][I], em concordância com suas interações intermoleculares e eficiência de empacotamento estrutural. Utilizando a equação de Tammann-Tait, os dados experimentais de densidade foram correlacionados com um desvio médio relativo absoluto (%DMRA) menor que 0,025 % para todos os líquidos iônicos estudados. A partir desses dados, as seguintes propriedades derivativas foram calculadas: compressibilidade isotérmica (κ_T), expansividade isobárica (α_p), coeficiente de pressão térmico (γ_v) e pressão interna (P_i). Além disso, comparando o desvio médio relativo absoluto entre a densidade experimental e a estimada pelos modelos de contribuição de grupos (CG) avaliados neste trabalho, observou-se que o modelo proposto por Paduszynski e Domanska apresentou os melhores resultados, com %DMRA médio de 0,87 %. |
| Abstract: | Ionic liquids (ILs) have gained special attention in the last decades because of their low environmental impact when compared to organic solvents used in chemical processes. In this work, high pressure and high temperature (HPHT) volumetric properties (density) determination for the following ionic liquids triethylsulfonium bis(trifluoromethylsulfonyl) imide [(C2)3S][NTf2], 2,3-dimethyl-1-propylimidazolium bis(trifluoromethylsulfonyl) imide [C3C1C1Im][NTf2], 1-methyl-1-propylpyrrolidinium bis(trifluoromethylsulfonyl) imide [C3C1Pyr][NTf2], 3-butyl-1,2-dimethylimidazolium bis(trifluoromethylsulfonyl) imide [C4C1C1Im][NTf2], 1-butyl-3-methylimidazolium iodide [C4C1Im][I], 3-hexyl-1-methylimidazolium iodide [C6C1Im][I], 3-methyl-1-propylimidazolium iodide [C3C1Im][I], 1-methyl-3-octylimidazolium trifluoromethanesulfonate [C8C1Im][OTF], 1-butyl-1-methylpyrrolidinium dicyanamide [C4C1Pyr][DCA], and 1-ethyl-3-methylimidazolium acetate [C2C1Im][C1COO] were determined in a wide P and T range by using a vibrating tube densimeter. It was observed density increase in the following order: [C4C1Pyr][DCA] < [C2C1Im][C1COO] < [C8C1Im][OTF] < [C6C1Im][I] < [C4C1C1Im][NTf2] < [C3C1Pyr][NTf2] < [C3C1C1Im][NTf2] < [(C2)3S][NTf2] < [C4C1Im][I] < [C3C1Im][I], according with their intermolecular interactions and structural packing efficiency. By using a Tammann-Tait equation, these experimental density data were correlated with an average absolute relative deviation (%AARD) less than 0.025 % for all ionic liquids studied. From this data, the following derivative properties were calculated: isothermal compressibility (κ_T), isobaric expansivity (α_p), thermal pressure coefficient (γ_v), and internal pressure (P_i). Furthermore, when comparing the average absolute relative deviation between experimental density and estimated by the group contribution models, it was observed that Paduszynski and Domanska model presented the best results, with average %AARD of 0.87%. |
| URI: | http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/65066 |
| Aparece nas coleções: | DEQ - Dissertações defendidas na UFC |
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