Densidades e propriedades volumétricas a altas pressões e diferentes temperaturas de soluções líquidas binárias contendo {2-(dimetilamino)etil metacrilato + alcoóis}:estudo experimental e aplicabilidade da teoria Prigogine-Flory-Patterson

Abstract

A complexidade associada ao comportamento do volume molar excesso, juntamente com a sua pequena magnitude e a facilidade de obtê-lo experimentalmente e com grande precisão, fazem dessa função termodinâmica excesso uma grandeza muito útil para testar e desenvolver modelos e teorias de solução. Enquanto a literatura apresenta vários estudos de volume molar excesso à pressão atmosférica, trabalhos realizados a altas pressões são menos comuns. No presente estudo, dados de densidade de sistemas líquidos binários de 2-(Dimetilamino)etil metacrilato + Metanol, ou + Etanol, ou + 1-Propanol, ou + 1-Butanol, ou + 1-Pentanol foram obtidos em função da composição a T = 293,15; 303,15 e 313,15 K e na faixa de pressão entre p = 0,1 e 35 MPa. Os dados de densidade dos componentes puros e das respectivas soluções foram obtidos utilizando um densímetro de oscilação mecânica (Anton Paar, modelo DMA 4500) acoplado a uma célula de alta pressão (Anton Paar, modelo DMA HP). Os resultados experimentais foram usados para calcular o volume molar excesso, E m V , os quais foram correlacionados através de um polinômio do tipo Redlich-Kister, e outras propriedades termodinâmicas foram calculadas. Para todos os sistemas estudados, os valores do volume molar excesso foram negativos em toda faixa de composição e temperatura e tornaram-se menos negativos com o aumento da temperatura, pressão e cadeia carbônica do álcool. Os desvios negativos apresentaram a seguinte sequência: Metanol > Etanol > 1-Propanol > 1- Butanol > 1-Pentanol. O comportamento experimental do volume molar excesso sugere que efeitos estruturais e químicos devem ser predominantes nos sistemas estudados. Ainda neste trabalho, os dados do volume molar excesso foram utilizados para testar a aplicabilidade da teoria Prigogine-Flory-Patterson (PFP). A contribuição P* parece ser a mais importante para descrever os dados experimentais do E m V . Os resultados mostraram que a teoria foi capaz de correlacionar os dados experimentais usando apenas um parâmetro ajustável. Não foi encontrado, ao menos para o nosso conhecimento, nenhum estudo semelhante envolvendo os sistemas estudados neste trabalho

The complexity associated with the behavior of excess molar volume, it s small magnitude and the ease to obtain it experimentally and accurately make this excess thermodynamic function very useful to test and develop models and theories of solution. While several literature reports studies on molar excess volume at atmospheric pressure work at high pressures are less common. In this study, density data of binary systems of 2-(dimethylamine) ethyl methacrylate + Methanol, or + Ethanol, or + 1-Propanol, or +1-Butanol, or + 1- Pentanol have been determined as a function of composition at T = 293.15, 303.15 and 313.15 K and in the pressure range between p = 0.1 and 35 MPa. The density of pure components and the respective solutions were obtained using a vibrating tube densimeter (Anton Paar model DMA 4500) coupled to a high pressure cell (Anton Paar model DMA HP). The results were used to calculate the excess molar volume, E m V which were correlated using a polynomial equation of the type Redlich-Kister, and other thermodynamic properties were calculated. For all systems studied, the excess molar volume values were negative over the whole fraction range and temperature and become less negative with increasing temperature, pressure and with increasing carbon chain length of alcohol. The negative deviations had the following sequence: Methanol > Ethanol > 1- Propanol > 1-Butanol > 1-Pentanol. The experimental behavior of the excess molar suggests that structural and chemical effects are predominant in the systems studied. Moreover, in this study the molar excess volume data were used for application of the theory of Prigogine- Flory-Patterson (PFP). It seems that the contribution P* is the most important to describe the experimental values for the studied systems. The results show the theory reproduces the main features of the experimental data by using only one fitted parameter adjusted. It was not found, at least to our knowledge, no similar study involving the systems studied in this work.