Comportamiento de evaporación de soluciones en tolueno de un polímero anfifílico.

J. L. RODRÍGUEZ; R. M. MINARDI; A. E. CIOLINO; O.I. PIERONI; B. M. VUANO; E. P. SCHULZ; P.C. SCHULZ

Salta

Congreso; XVI Congreso Argentino de Fisicoquímica y Química Inorgánica; 2009

Universidad Nacional de Salta

INTRODUCCION:En un estudio sobre la capacidad del polímero anfifílico polibutadieno fosfonado (PPB) como colector de manchas de petróleo, se formó una emulsión directa de tolueno en agua, en que las gotas de tolueno están interconectadas por cadenas del polímero, de modo que la emulsión no se diluye en agua sino que flota sobre ella. En el estudio de la emulsión se la calentó para romperla y destilar los componentes volátiles para separarlos. No se produjo destilación hasta los 180 ºC, en que se rompió la emulsión y se produjo la ebullición turbulenta del líquido1. Este gran aumento de temperatura de ebullición llevó a investigar el efecto del polímero en la transición líquido-vapor del tolueno. METODOS: Se determinó la presión de vapor de tolueno puro y de la solución de PBB en tolueno y la velocidad de evaporación a diferentes temperaturas, así como el punto de ebullición de la solución. Los resultados fueron analizados con la teoría de propiedades coligativas, la de soluciones de polímeros de Flory-Huggins2 y la de velocidad de evaporación de soluciones. RESULTADOS Y CONCLUSIONES: Se encontró que el descenso de presión de vapor y el aumento ebulloscópico de la mezcla son excesivos desde la termodinámica de propiedades coligativas, y puede explicarse mediante la teoría de Flory-Huggins. El cálculo del parámetro de interacción χ de Flory-Huggins mediante el uso de los parámetros de solubilidad da un valor incompatible con los resultados experimentales, mientras que el calculado a partir de la actividad del solvente y los datos del polímero muestra una dependencia con la temperatura y una interacción atractiva entre el solvente y el soluto, que es coherente con los resultados experimentales. Los valores de χ indican que la solución no es atermal, es decir, que hay una contribución entálpica al proceso de solubilización del PPB en tolueno. La relación entre el coeficiente de actividad del tolueno (γ1) y la temperatura es prácticamente lineal, y por extrapolación, el valor de γ1 = 1 a T = 152 ºC. En consecuencia la no idealidad del sistema se debe a una combinación de solución de componentes de dos pesos moleculares muy diferentes y efectos térmicos. Debido a las aproximaciones hechas, y a la relativamente simple teoría de Flory-Huggins, no es posible extraer más información cuantitativa, aunque si se puede tener una idea general de las causas de la no idealidad. RESULTADOS Y CONCLUSIONES: Se encontró que el descenso de presión de vapor y el aumento ebulloscópico de la mezcla son excesivos desde la termodinámica de propiedades coligativas, y puede explicarse mediante la teoría de Flory-Huggins. El cálculo del parámetro de interacción χ de Flory-Huggins mediante el uso de los parámetros de solubilidad da un valor incompatible con los resultados experimentales, mientras que el calculado a partir de la actividad del solvente y los datos del polímero muestra una dependencia con la temperatura y una interacción atractiva entre el solvente y el soluto, que es coherente con los resultados experimentales. Los valores de χ indican que la solución no es atermal, es decir, que hay una contribución entálpica al proceso de solubilización del PPB en tolueno. La relación entre el coeficiente de actividad del tolueno (γ1) y la temperatura es prácticamente lineal, y por extrapolación, el valor de γ1 = 1 a T = 152 ºC. En consecuencia la no idealidad del sistema se debe a una combinación de solución de componentes de dos pesos moleculares muy diferentes y efectos térmicos. Debido a las aproximaciones hechas, y a la relativamente simple teoría de Flory-Huggins, no es posible extraer más información cuantitativa, aunque si se puede tener una idea general de las causas de la no idealidad. METODOS: Se determinó la presión de vapor de tolueno puro y de la solución de PBB en tolueno y la velocidad de evaporación a diferentes temperaturas, así como el punto de ebullición de la solución. Los resultados fueron analizados con la teoría de propiedades coligativas, la de soluciones de polímeros de Flory-Huggins2 y la de velocidad de evaporación de soluciones. RESULTADOS Y CONCLUSIONES: Se encontró que el descenso de presión de vapor y el aumento ebulloscópico de la mezcla son excesivos desde la termodinámica de propiedades coligativas, y puede explicarse mediante la teoría de Flory-Huggins. El cálculo del parámetro de interacción χ de Flory-Huggins mediante el uso de los parámetros de solubilidad da un valor incompatible con los resultados experimentales, mientras que el calculado a partir de la actividad del solvente y los datos del polímero muestra una dependencia con la temperatura y una interacción atractiva entre el solvente y el soluto, que es coherente con los resultados experimentales. Los valores de χ indican que la solución no es atermal, es decir, que hay una contribución entálpica al proceso de solubilización del PPB en tolueno. La relación entre el coeficiente de actividad del tolueno (γ1) y la temperatura es prácticamente lineal, y por extrapolación, el valor de γ1 = 1 a T = 152 ºC. En consecuencia la no idealidad del sistema se debe a una combinación de solución de componentes de dos pesos moleculares muy diferentes y efectos térmicos. Debido a las aproximaciones hechas, y a la relativamente simple teoría de Flory-Huggins, no es posible extraer más información cuantitativa, aunque si se puede tener una idea general de las causas de la no idealidad. RESULTADOS Y CONCLUSIONES: Se encontró que el descenso de presión de vapor y el aumento ebulloscópico de la mezcla son excesivos desde la termodinámica de propiedades coligativas, y puede explicarse mediante la teoría de Flory-Huggins. El cálculo del parámetro de interacción χ de Flory-Huggins mediante el uso de los parámetros de solubilidad da un valor incompatible con los resultados experimentales, mientras que el calculado a partir de la actividad del solvente y los datos del polímero muestra una dependencia con la temperatura y una interacción atractiva entre el solvente y el soluto, que es coherente con los resultados experimentales. Los valores de χ indican que la solución no es atermal, es decir, que hay una contribución entálpica al proceso de solubilización del PPB en tolueno. La relación entre el coeficiente de actividad del tolueno (γ1) y la temperatura es prácticamente lineal, y por extrapolación, el valor de γ1 = 1 a T = 152 ºC. En consecuencia la no idealidad del sistema se debe a una combinación de solución de componentes de dos pesos moleculares muy diferentes y efectos térmicos. Debido a las aproximaciones hechas, y a la relativamente simple teoría de Flory-Huggins, no es posible extraer más información cuantitativa, aunque si se puede tener una idea general de las causas de la no idealidad. METODOS: Se determinó la presión de vapor de tolueno puro y de la solución de PBB en tolueno y la velocidad de evaporación a diferentes temperaturas, así como el punto de ebullición de la solución. Los resultados fueron analizados con la teoría de propiedades coligativas, la de soluciones de polímeros de Flory-Huggins2 y la de velocidad de evaporación de soluciones. RESULTADOS Y CONCLUSIONES: Se encontró que el descenso de presión de vapor y el aumento ebulloscópico de la mezcla son excesivos desde la termodinámica de propiedades coligativas, y puede explicarse mediante la teoría de Flory-Huggins. El cálculo del parámetro de interacción χ de Flory-Huggins mediante el uso de los parámetros de solubilidad da un valor incompatible con los resultados experimentales, mientras que el calculado a partir de la actividad del solvente y los datos del polímero muestra una dependencia con la temperatura y una interacción atractiva entre el solvente y el soluto, que es coherente con los resultados experimentales. Los valores de χ indican que la solución no es atermal, es decir, que hay una contribución entálpica al proceso de solubilización del PPB en tolueno. La relación entre el coeficiente de actividad del tolueno (γ1) y la temperatura es prácticamente lineal, y por extrapolación, el valor de γ1 = 1 a T = 152 ºC. En consecuencia la no idealidad del sistema se debe a una combinación de solución de componentes de dos pesos moleculares muy diferentes y efectos térmicos. Debido a las aproximaciones hechas, y a la relativamente simple teoría de Flory-Huggins, no es posible extraer más información cuantitativa, aunque si se puede tener una idea general de las causas de la no idealidad. RESULTADOS Y CONCLUSIONES: Se encontró que el descenso de presión de vapor y el aumento ebulloscópico de la mezcla son excesivos desde la termodinámica de propiedades coligativas, y puede explicarse mediante la teoría de Flory-Huggins. El cálculo del parámetro de interacción χ de Flory-Huggins mediante el uso de los parámetros de solubilidad da un valor incompatible con los resultados experimentales, mientras que el calculado a partir de la actividad del solvente y los datos del polímero muestra una dependencia con la temperatura y una interacción atractiva entre el solvente y el soluto, que es coherente con los resultados experimentales. Los valores de χ indican que la solución no es atermal, es decir, que hay una contribución entálpica al proceso de solubilización del PPB en tolueno. La relación entre el coeficiente de actividad del tolueno (γ1) y la temperatura es prácticamente lineal, y por extrapolación, el valor de γ1 = 1 a T = 152 ºC. En consecuencia la no idealidad del sistema se debe a una combinación de solución de componentes de dos pesos moleculares muy diferentes y efectos térmicos. Debido a las aproximaciones hechas, y a la relativamente simple teoría de Flory-Huggins, no es posible extraer más información cuantitativa, aunque si se puede tener una idea general de las causas de la no idealidad. RESULTADOS Y CONCLUSIONES: Se encontró que el descenso de presión de vapor y el aumento ebulloscópico de la mezcla son excesivos desde la termodinámica de propiedades coligativas, y puede explicarse mediante la teoría de Flory-Huggins. El cálculo del parámetro de interacción χ de Flory-Huggins mediante el uso de los parámetros de solubilidad da un valor incompatible con los resultados experimentales, mientras que el calculado a partir de la actividad del solvente y los datos del polímero muestra una dependencia con la temperatura y una interacción atractiva entre el solvente y el soluto, que es coherente con los resultados experimentales. Los valores de χ indican que la solución no es atermal, es decir, que hay una contribución entálpica al proceso de solubilización del PPB en tolueno. La relación entre el coeficiente de actividad del tolueno (γ1) y la temperatura es prácticamente lineal, y por extrapolación, el valor de γ1 = 1 a T = 152 ºC. En consecuencia la no idealidad del sistema se debe a una combinación de solución de componentes de dos pesos moleculares muy diferentes y efectos térmicos. Debido a las aproximaciones hechas, y a la relativamente simple teoría de Flory-Huggins, no es posible extraer más información cuantitativa, aunque si se puede tener una idea general de las causas de la no idealidad. Referencias 1.-J.L: Rodríguez, A.E. Ciolino, O.I. Pieroni, B.M. Vuano, P.C. Schulz, J. Surface Sci. Technol. 23, 111-130 (2007). 2.-Prausnitz J.M., Lichtenthaler R.N., Gomes de Azevedo E., Molecular Thermodynamics of Fluid-Phase Equilibria, 3rd ed., Prentice –Hall, New Jersey 1999, pp.421-441 AGRADECIMIENTOS: Este Trabajo fue financiado conjuntamente con un subsidio de la UNS, uno del INUN y otro de la ANPCyT (PICT 2006 Nº 854). EPS es investigadora asistente y AEC investigador… del CONICET AGRADECIMIENTOS: Este Trabajo fue financiado conjuntamente con un subsidio de la UNS, uno del INUN y otro de la ANPCyT (PICT 2006 Nº 854). EPS es investigadora asistente y AEC investigador… del CONICET 2.-Prausnitz J.M., Lichtenthaler R.N., Gomes de Azevedo E., Molecular Thermodynamics of Fluid-Phase Equilibria, 3rd ed., Prentice –Hall, New Jersey 1999, pp.421-441 AGRADECIMIENTOS: Este Trabajo fue financiado conjuntamente con un subsidio de la UNS, uno del INUN y otro de la ANPCyT (PICT 2006 Nº 854). EPS es investigadora asistente y AEC investigador… del CONICET AGRADECIMIENTOS: Este Trabajo fue financiado conjuntamente con un subsidio de la UNS, uno del INUN y otro de la ANPCyT (PICT 2006 Nº 854). EPS es investigadora asistente y AEC investigador… del CONICET J. Surface Sci. Technol. 23, 111-130 (2007). 2.-Prausnitz J.M., Lichtenthaler R.N., Gomes de Azevedo E., Molecular Thermodynamics of Fluid-Phase Equilibria, 3rd ed., Prentice –Hall, New Jersey 1999, pp.421-441 AGRADECIMIENTOS: Este Trabajo fue financiado conjuntamente con un subsidio de la UNS, uno del INUN y otro de la ANPCyT (PICT 2006 Nº 854). EPS es investigadora asistente y AEC investigador… del CONICET AGRADECIMIENTOS: Este Trabajo fue financiado conjuntamente con un subsidio de la UNS, uno del INUN y otro de la ANPCyT (PICT 2006 Nº 854). EPS es investigadora asistente y AEC investigador… del CONICET rd ed., Prentice –Hall, New Jersey 1999, pp.421-441 AGRADECIMIENTOS: Este Trabajo fue financiado conjuntamente con un subsidio de la UNS, uno del INUN y otro de la ANPCyT (PICT 2006 Nº 854). EPS es investigadora asistente y AEC investigador… del CONICET