Aplicación de la teoría del gradiente de la densidad a mezclas binarias conteniendo alcanoles

Abstract

En esta Tesis Doctoral se estudia el comportamiento interfacial para las mezclas glicerol + alcanol (metanol, etanol, 1-propanol, y 2-propanol), dimetilsulf óxido (DMSO) + alcanol (metanol, etanol, y 1-propanol), hexano + alcanol (etanol, 1-propanol, 1-butanol, 1-pentanol, 1-hexanol, 1-heptanol, 1- octanol, 2-butanol), heptano + alcanol (etanol, 1-propanol, 1-butanol, 1-hexanol, 1-octanol). Para ello se ha aplicado la Teoría del Gradiente de la Densidad (DGT) o la Teoría Lineal del Gradiente de la Densidad (LGT), acopladas a 1 las ecuaciones de estado Peng-Robinson y Cubic Plus Association junto a la regla de mezcla cuadrática. Para las mezclas glicerol + alcanol y DMSO + alcanol, se muestran por primera vez los resultados modelados con la DGT, obteniéndose buenos resultados para la tensión superficial experimental y, además, características de acumulación positiva para el alcanol, adsorción y desorción para el glicerol, y nula tendencia de acumulación para el DMSO. En el caso de las mezclas alcano (hexano o heptano) + alcanol se extienden por primera vez los resultados de la literatura a 298.15 K para un rango de temperaturas más amplio y se confirma la importancia del análisis de estabilidad del equilibrio de fases liquido-vapor (VLE) para garantizar que la interfase no ocurre en un VLE inestable. Además, se muestra que el modelo LGT permite obtener cuantitativamente buenos resultados para la tensión superficial con un menor costo computacional, debido a la suposición de perfiles lineales.

This thesis focuses on the study of the interfacial behaviour for the mixtures glycerol + alkanol (methanol, ethanol, 1-propanol and 2-propanol), dimethylsulfoxide (DMSO) + alkanol (methanol, ethanol and 1-propanol), hexane + alkanol (ethanol, 1-propanol, 1-butanol, 1-pentanol, 1-hexanol, 1-heptanol, 1-octanol, 2-propanol), and 1-propanol), hexane + alkanol (ethanol, 1-propanol, 1-butanol, 1-pentanol, 1-hexanol, 1-heptanol, 1-octanol, 2-butanol), heptane + alkanol (ethanol, 1-propanol, 1-butanol, 1-hexanol, 1-octanol). Density Gradient Theory (DGT) and Linear Density Gradient Theory (LGT), which must be coupled to an equation of state, are used to study the interfacial properties: Peng-Robinson and Cubic Plus Association, together with the quadratic mixing rule. For the mixtures glycerol + alkanol and DMSO + alkanol, the results modelled with DGT are presented for the first time, obtaining good results in the representation of the experimental surface tension and also other characteristics such as positive accumulation for the alkanol, adsorption and desorption for glycerol, and no accumulation tendency for DMSO. In the case of alkane (hexane or heptane) + alkanol mixtures, the literature results at 298.15 K are extended for the first time for a temperature range, and the importance of the stability analysis of the vapour-liquid phase equilibrium (VLE) is confirmed to ensure that the interfacial zone does not occur in an unstable VLE. Furthermore, it is shown that the LGT model allows to obtain quantitatively good surface tension results with a lower computational cost due to the assumption of linear profiles.