Predicción de la capacidad calorífica molal aparente y concentración micelar crítica (cmc) en soluciones acuosas de amonio cuaternario en función de temperatura (283.15 a 298.15) K.

Prediction of Molal Apparent Heat Capacity and Critical Micellar Concentration (cmc) of Aqueous Solutions of Quaternary Ammonium Salts at Temperature (283.15 to 298.15) K.

El objetivo de la investigación es predecir la capacidad calorífica molal aparente (C^φ_p) de las soluciones de líquidos iónicos de amonio cuaternario de Bu₄NBr, sec-Bu₄ NBr, iso-Bu₄NBr, BuEt₃NBr y Bu₂Et₂NBr mediante la ecuación de Pitzer modificada en función de temperatura (283.15 a 298.15) K en el rango de concentración (0.09 a 1.1) m. Se calculan las funciones para la capacidad calorífica mediante la metodología de superficie de respuesta. La concentración micelar crítica para las sales es calculada alrededor de (0.4 a 0.45) m a 298.15 K mediante el modelo de Desnoyers. Se encuentra que los números de agregación para la solvatación (n) varían entre 11 a 16 a 298. 15 K. Se proponen las relaciones estequiométricas de solvatación para cada sal.

1. INTRODUCCIÓN

Las líquidos iónicos tienen amplias posibilidades de aplicación en diferentes procesos industriales desde metalurgia, extracción de solventes, absorción química, procesos de desalinización, procesos biológicos, geoquímica y química verde [1]. Los líquidos iónicos son sales fundidas a temperatura ambiente o menores de 100◦C. Los líquidos iónicos son conocidos como “solventes diseñadores”, ya que sus propiedades físicas y químicas pueden ser ajustadas o manipuladas usando diferentes combinaciones entre aniones y cationes. Las sales de amonio cuaternario son una clase muy interesante de líquidos iónicos con un átomo de nitrógeno en el centro y cuatro radicales alrededor [2]. Las cuales presentan puntos de fusión normalmente mayores de 100◦C.

En la aproximación semi-empírica de coeficientes viriales de Pitzer [3,4] se pueden describir los sistemas de forma aceptable las propiedades termodinámicas de electrólitos hasta valores de fuerza iónica cercanos a 6 mol.kg⁻¹. La modificación realizada por Clegg para este modelo, permite utilizarlo con electrolitos de cualquier tipo de carga asimétrica y en presencia de especias neutras y sin restricción en el valor de la fuerza iónica [5].

En el presente trabajo se utilizan los datos de coeficientes osmóticos de líquidos iónicos soluciones acuosas de sales de tetra-alquil-amonio cuaternario (TAABr) en función de temperatura para el cálculo de la capacidad calorífica molal aparente(C^φ_p). Con los datos de coeficientes osmóticos se calculan la concentración micelar crítica (cmc) y el número de agregación (n).