Efecto de la temperatura sobre la tensión superficial, la viscosidad y el volumen molar parcial de polioles en solución acuosa

Abstract

En este trabajo se hizo un estudio sistemático del efecto de la temperatura sobre las propiedades volumétricas, tensiométricas y viscosimétricas de los polioles: etilenglicol, glicerol, meso-eritritol, xilitol, D-sorbitol y myo-inositol en solución acuosa para obtener información sobre el efecto que estos compuestos ejercen sobre la estructura del agua. Se presentan además datos experimentales precisos de propiedades fisicoquímicas de las soluciones acuosas de los polioles indicados entre 293,15 y 313,15 k a intervalos de 5 K que no están disponibles en la literatura. Las propiedades volumétricas se determinaron a partir de medidas de densidad en función de concentración a utilizando un densímetro Anton Paar DSA-5000. Las medidas experimentales se utilizaron para obtener los volúmenes de exceso, los volúmenes molares aparentes de las soluciones y por extrapolación, los volúmenes molares parciales a dilución infinita. Los volúmenes molares parciales a dilución infinita dependen de la temperatura y de la longitud de cadena. La dependencia de esta propiedad con temperatura permitió calcular las expansibilidades molares a dilución infinita. La determinación de tensiones superficiales fue realizada con un equipo LAUDA TVT2 a las temperaturas señaladas. Con los resultados obtenidos se determinó el exceso superficial y la entropía superficial para cada uno de los solutos. La determinación de viscosidades fue realizada con un microviscosímetro AMVn Anton Paar. A partir de los resultados se calcularon las viscosidades relativas las cuales fueron ajustadas a la ecuación de Tsangaris Martin. Se obtuvieron así las constantes B, que se relacionan con el tamaño y forma de las moléculas de soluto y de las interacciones soluto-solvente. Se calculó además la energía de activación. Los resultados obtenidos en la región diluida muestran cambios significativos en los volúmenes molares parciales, la viscosidad y la tensión superficial debido a los efectos estructurales del soluto sobre el solvente y permitieron obtener información sobre el efecto que estos compuestos ejercen sobre la estructura del agua.

Abstract. This work is a systematic study of the effect of temperature on the volumetric viscometric, and surface properties of polyols: ethylene glycol, glycerol, mesoerythritol, xylitol, D-sorbitol and myo-inositol in aqueous solution to obtain information about the effect these compounds exert on the water structure. Precise experimental data are presented on physiochemical properties of aqueous solutions of polyols between 293.15 and 313.15 in intervals of 5 K, that are not available in the literature. The volumetric properties were determined from density measurements as a function of concentration with a densimeter Anton Paar DSA-5000. Experimental measurements were used to obtain excess volumes, the apparent molar volumes of solutions and by extrapolation, and the partial molar volumes at infinite dilution. The partial molar volumes at infinite dilution depend on chain length and temperature. The dependence of this property on temperature allowed to calculate the molar expansibilities at infinite dilution. Surface tensions were measured with a LAUDA TVT2 at the selected temperatures. The results obtained were used to determine the surface excess for each of the solutes as well as the entropy surface. Viscosity determination was performed with an Anton Paar AMVn Microviscosimeter. From the results the relative viscosities were calculated. The data were fitted to equation Tsangaris Martin. The viscosity B constant, which is related to the size and shape of the solute molecule and the solute-solvent. interactions, was determined. The effect of temperature on viscosity was used to determine the activation energy. The results obtained in the diluted region shows changes in partial molar volume, viscosity and surface tension due to the structural effects on the solute and solvent and allowed to obtain information on the effect that these compounds exert on water structure.