Propiedades volumétricas de soluciones acuosas de etanol y [Emim]+[CF3SO3]− a partir de datos de índice de refracción

Volumetric Properties of Ethanol and [Emim]+[CF3SO3]− Aqueous Solutions from Refraction Index Data

Las densidades de las soluciones acuosas de etanol y de 1-Etil-3-Metilimidazolio Trifluorometanosulfonato [Emim]+[CF₃SO₃]− fueron estimadas a partir de datos de índice de refracción a diferentes temperaturas, los resultados obtenidos se encuentran dentro del intervalo de confianza establecido para las densidades reportadas en la literatura para estos sistemas y de las calculadas empleando la ecuación de Gladstone-Dale (GD). Las densidades estimadas en esta investigación se utilizaron para los cálculos de los volúmenes molares y volúmenes molares parciales a dilución infinita. Los datos de volumen molar parcial se correlacionaron con la concentración de soluto y la temperatura, para estudiar cualitativamente las interacciones presentes en las soluciones acuosas tratadas. Se encontró que el sistema [Emim]+[CF₃SO₃]− + agua tiene un carácter disruptor sobre las moléculas de agua, mientras que en el sistema etanol + agua predomina el efecto hidrofílico sobre el hidrofóbico.

1 INTRODUCCIÓN

Los estudios sobre propiedades físicas de mezclas líquidas son de importancia para comprender la termodinámica de tales sistemas y para su uso en la industria de la ingeniería química. De hecho, la producción industrial requiere valores fiables de las propiedades físico-químicas de los compuestos puros y de sus mezclas. Este conocimiento es esencial para reducir los costos, especialmente en la producción de productos químicos y sustancias farmacéuticas. Además, el avance científico y el surgimiento de nuevas teorías para el estudio de propiedades termodinámicas y de transporte en soluciones sirven para entender y dilucidar aspectos básicos sobre las interacciones: soluto-soluto, soluto-solvente y solvente-solvente, presentes en las soluciones acuosas y no acuosas. Esto ha despertado gran interés en la comunidad científica, dado que en la literatura se encuentran diversas investigaciones sistemáticas sobre propiedades termofísicas en soluciones tales como: densidad, volumen molar, volumen molar parcial e índice de refracción, entre otras [1-4].

Por otra parte, diversas investigaciones reportan datos sobre índice de refracción, densidad y tensión superficial de las mezclas de disolventes mediante la predicción teórica o la medición de algunas de estas variables, proporcionando estimaciones confiables de propiedades de la mezcla. Entre las propiedades fisicoquímicas, el índice de refracción de mezclas de líquidos y polímeros ha recibido atención tanto por su significado como por la relativa simplicidad en la realización de las mediciones. En realidad, el índice de refracción ηD se correlaciona con la densidad, ρ, por varias expresiones teóricas y empíricas [5, 6].