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Tipo: Dissertação
Título: Analysis of the behavior of Sn2+ and In3+ ions in DES and in water: a theoretical approach
Título em inglês: Analysis of the behavior of Sn2+ and In3+ ions in DES and in water: a theoretical approach
Autor(es): Oliveira, Renato Veríssimo de
Orientador: Monteiro, Norberto De Kássio Vieira
Palavras-chave: SEP;Água;Estanho;Índio;TQAEM;DM
Data do documento: 2022
Citação: OLIVEIRA, Renato Veríssimo de. Analysis of the behavior of Sn2+ and In3+ ions in DES and in water: a theoretical approach. 2022. 66 f. Dissertação (Mestrado em Química) - Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2022.
Resumo: Uma alternativa para substituir solventes orgânicos convencionais e líquidos iônicos são os solventes eutéticos profundos (DES), uma classe de compostos com propriedades essenciais na indústria. Esses solventes apresentam inúmeras vantagens em relação aos líquidos iônicos, como baixo preço, biodegradabilidade e baixa toxicidade. Além disso, os DES tem muitas aplicações na ciência, por exemplo, síntese orgânica, eletrodeposição de metais, processo catalítico. Neste trabalho, o comportamento dos íons Sn2+ e In3+ foi analisado nos solventes 1ChCl:2EG (cloreto de colina e etilenoglicol, DES) e água através de simulações computacionais por dinâmica molecular (MD) e cálculos da Teoria Quântica de Átomos em Moléculas (QTAIM). Os resultados mostraram que os íons Sn2+ e In3+ interagem fortemente com o ânion cloreto no DES. Além disso, apenas o íon Sn2+ apresentou interação com as moléculas de etilenoglicol no DES, o que não foi observado para o In3+, pois este não apresentou interação com o EG. Em contraste, a interação mais provável é entre cátions e oxigênio da água em solvente água. A análise dos Pontos Críticos de Ligação (BCPs) mostrou que a força dessas interações segue a seguinte sequência: In-Ow > In-Cl > Sn-Ow > Sn-Cl. O comportamento de ambos os íons na mistura metálica foi invariante em DES e em água quando comparados aos mesmos íons isolados. Além disso, pode-se observar que o aumento do número de moléculas de água nos sistemas contendo água não causou alterações relevantes.
Abstract: An alternative for replacing conventional organic solvents and ionic liquids, the Deep Eutectic Solvents (DES) emerged, a class of compounds with essential properties in the industry. These solvents have numerous advantages regarding ionic liquids, such as low price, biodegradability, and low toxicity. Furthermore, the DES has many applications in science, for example, organic synthesis, electrodeposition of metals, catalytic process. In this work, the behavior of Sn2+ and In3+ ions were analyzed in the solvents 1ChCl:2EG (chloride choline and ethylene glycol, DES) and water through computational simulations by molecular dynamics (MD) and Quantum Theory of Atoms in Molecules (QTAIM) calculations. The results showed that the Sn2+ and In3+ ions strongly interact with the chloride anion in DES. Furthermore, only the Sn2+ ion showed interaction with the ethylene glycol molecules in DES, which was not observed for In3+, which led to no interaction with EG. In contrast, the most likely interaction is between cations and oxygen from water in a water solvent. The analysis of Bond Critical Points (BCPs) showed that the strength of these interactions follows the following sequence: In-Ow > In-Cl > Sn-Ow > Sn-Cl. The behavior of both ions in the metallic mixture was invariant in DES and in water when compared to the same isolated ions. Furthermore, it may be observed that the increase in the number of water molecules in the systems containing water did not cause relevant changes.
URI: http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/67969
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