Estudio computacional de propiedades estructurales y dinámicas en mezclas de agua y formamida

M. DOLORES ELOLA, BRANKA M. LADANYI

Tandil, Pcia de Bs. As.

Congreso; XV Congreso Argentino de Fisicoquímica y Química Inorgánica; 2007

Asociación Argentina de Investigación Fisicoquímica

En este trabajo presentamos un estudio de las propiedades estructurales y dinámicas en mezclas líquidas de agua (W) y formamida (FA), realizado mediante simulaciones de dinámicamolecular. Con el objeto de analizar la estructura local en función de la composición de la mezcla, se calculan e investigan funciones de distribución radial, concentración local, distribución de energía de pares y parámetro de orden tetraédrico. Asimismo, se revisa la estructura intermolecular en términos de la distribución de uniones puente de hidrógeno.  Los resultados indican que, a medida que la concentración de agua aumenta en la solución, se produce una progresiva sustitución de las moléculas de formamida por agua en las uniones hidrógeno, dando lugar a la formación de una red común de uniones H entre las moléculas.  El análisis del parámetro de orden tetraédrico revela que a pesar de que la estructura tetraédrica global del agua se pierde progresivamente al agregar formamida, la estructura local del agua en la primera celda de coordinación permanece prácticamente inalterada y en algunos casos resulta incluso más acentuada aún que la observada en agua pura. La vida media de las uniones hidrógeno es estimada mediante la integración temporal de una función de autocorrelación. La magnitud de interés en este caso consiste en un número por par de moléculas que indica, a través de un criterio geométrico, si existe o no una unión hidrógeno entre dicho par a cada instante. De esta manera se observó que las vidas medias de las uniones hidrógeno entre moléculas del mismo o distinto tipo (FA-FA, W-W y FA-W) aumentan con la concentración de formamida, con las mayores variaciones correspondiendo a los pares de moléculas de agua.El presente trabajo tiene como objetivo último proveer la base para un estudio sobre las consecuencias que el cambio en el carácter de la estructura de uniones H en estas mezclas producen a nivel espectroscópico, en particular en la región de baja frecuencia (correspondiente a interacciones intermoleculares) en los espectros Raman y de efecto Kerr, lo que ayudaría a la interpretación microscópica de dichos espectros experimentales. Este proyecto se encuentra actualmente en curso.