Modelagem de propriedades termodinâmicas de sistemas eletrolíticos aquosos e não aquosos usando o modelo Q-electrolattice
Modeling thermodynamic properties of aqueous and non-aqueous electrolytes solutions using the Q-electrolattice model
| dc.contributor | Vladimir Ferreira Cabral | |
| dc.contributor | Marcelo Castier - UEM | |
| dc.contributor | Frederico Wanderley Tavares - UFRJ | |
| dc.contributor | Luiz Roberto Evangelista - UEM | |
| dc.contributor | Marcos de Souza - UEM | |
| dc.creator | Zuber, André | |
| dc.date | 2018-04-17T17:39:59Z | |
| dc.date | 2018-04-17T17:39:59Z | |
| dc.date | 2015 | |
| dc.date.accessioned | 2023-10-16T12:23:52Z | |
| dc.date.available | 2023-10-16T12:23:52Z | |
| dc.identifier | http://repositorio.uem.br:8080/jspui/handle/1/3694 | |
| dc.identifier.uri | https://repositorioslatinoamericanos.uchile.cl/handle/2250/9209589 | |
| dc.description | Many processes in the chemical industry use electrolyte solutions. | |
| dc.description | Diversos processos presentes na indústria química utilizam soluções eletrolíticas. Citam-se, como exemplos, a dessalinização da água do mar, a separação de soluções formadoras de azeótropos via destilação extrativa e a inibição da formação de hidratos de gases mediante adição de soluções salinas. A fim de projetar ou simular novos processos, a indústria necessita utilizar modelos robustos e confiáveis, capazes de calcular acuradamente diversas propriedades físicas e termodinâmicas, para distintas soluções eletrolíticas, em diferentes condições operacionais. Uma das alternativas mais apropriadas para isso está no emprego de equações de estado (EdEs) aplicadas a sistemas eletrolíticos. Essas equações são desenvolvidas levando-se em consideração diferentes princípios físicos e químicos, os quais estão relacionados com o comportamento altamente não ideal dessas soluções. Com isso, o desenvolvimento de novas equações e a modelagem de propriedades dessas soluções representam grandes desafios para diversos grupos de pesquisa. Baseado nisso, este trabalho apresenta o desenvolvimento de uma nova EdE denominada Q-electrolattice. O modelo considera o formalismo da energia de Helmholtz residual e é composto por três termos: o primeiro é referente à EdE Mattedi-Tavares-Castier, destinado a descrever as interações de curto alcance entre as espécies da solução; o segundo refere-se ao termo de Born, o qual permite a contabilização dos efeitos da solvatação dos íons; e o terceiro referente ao termo MSA (mean spherical approximation), responsável por contabilizar interações de longo alcance. O modelo Q-electrolattice utiliza somente dois parâmetros ajustáveis por íon para caracterizar as soluções eletrolíticas, sendo eles, o diâmetro iônico e a energia de interação entre o solvente e o íon. Analisam-se neste trabalho as capacidades correlativas e preditivas da equação de estado Q-electrolattice, considerando-se 78 diferentes soluções formadas por um sal em água, 16 em metanol e 10 em etanol. Além disso, investigam-se soluções eletrolíticas aquosas compostas por dois ou mais sais, incluindo também soluções sintéticas do Mar Morto. As propriedades termodinâmicas investigadas neste trabalho são: coeficiente de atividade médio iônico, densidade, pressão de vapor, coeficiente osmótico, volume molar aparente de sal e energia de Gibbs de solvatação de íons. De forma geral, os resultados obtidos com o modelo Q-electrolattice mostram-se muito satisfatórios e coerentes aos dados experimentais. Além disso, este trabalho apresenta um estudo referente à constante dielétrica de sistemas eletrolíticos e propõe uma nova equação empírica capaz de calcular o valor dessa propriedade para sistemas compostos por misturas de solventes e eletrólitos. O modelo correlaciona acuradamente a constante dielétrica da água em 35 diferentes soluções eletrolíticas, do metanol em 9 e do etanol em 3; além de predizer a constante dielétrica de 9 misturas binárias isentas de eletrólitos e de um sistema formado por água-metanol-NaCl. Ainda, o trabalho desenvolve e avalia duas estratégias de estimação usando computação paralela, as quais podem ser utilizadas com o intuito de reduzir o tempo na etapa de determinação dos parâmetros de equações de estado. | |
| dc.language | por | |
| dc.publisher | ||
| dc.publisher | Brasil | |
| dc.publisher | UEM | |
| dc.publisher | Maringá, PR | |
| dc.rights | openAccess | |
| dc.subject | Água | |
| dc.subject | Modelagem | |
| dc.subject | Propriedades termodinâmicas | |
| dc.subject | Álcool | |
| dc.subject | Eletrólito | |
| dc.subject | Equação de estado | |
| dc.subject | Termodinâmica | |
| dc.subject | Constante dielétrica | |
| dc.subject | Físico-química | |
| dc.subject | Computação paralela | |
| dc.subject | Ajuste de parâmetros | |
| dc.subject | Brasil. | |
| dc.subject | Water | |
| dc.subject | Alcohol | |
| dc.subject | Electrolyte | |
| dc.subject | Equation of state | |
| dc.subject | Dielectric constant | |
| dc.subject | Parallel computing | |
| dc.subject | Brazil. | |
| dc.subject | Engenharias | |
| dc.subject | Engenharia Química | |
| dc.title | Modelagem de propriedades termodinâmicas de sistemas eletrolíticos aquosos e não aquosos usando o modelo Q-electrolattice | |
| dc.title | Modeling thermodynamic properties of aqueous and non-aqueous electrolytes solutions using the Q-electrolattice model | |
| dc.type | doctoralThesis |