Caracterización Físico – Química de Sistemas Orgánico – Acuoso y Acuoso - Acuoso

Abstract

A caracterización físico-química de sistemas orgánico-acuoso e acuoso-acuoso tomou especial relevancia nos derradeiros anos, á vista das suas propiedades e potenciais aplicacions en sistemas de extracción líquido-líquido e a importancia destas propiedades sobre os procesos de transferencia de materia e de operatividade. No caso dos sistemas orgánico -organico e orgánico-acuoso, utilizanse de forma xeral a nivel industrial para levar a cabo distintas separacions por ser un procedimiento económico e eficaz. Un exemplo dentro das aplicacions dos sistemas orgánico-acuoso é a deshidratación de etanol a partir de biomasa para o seu uso como combustible. O incremento previsible na demanda desta sustancia e a politica ambiental actual, fan preciso unha mellora no proceso de separación do etanol, mediante procedimientos mais economicos e sostibles que os usados ata a data. Nenbargantes, o desenrolo destos procesos químicos alternativos confronta coa dificultade de dispoñer na bibliografía científica de datos termodinámicos adecuados para un diseño óptimo deste tipo de unidades. Por outro lado, nos sistemas acuoso-acuoso, os compoñentes involucrados solen ser xeralmente polímeros e/o sales. É de destacar nas aplicacions destos sistemas o proceso de separación do etanol por microorganismos, mediante disolucions de duas fases acuosas, tamén se utilizan no campo da alimentación, cosmética ou aceites lubricantes entre outros. A presente tese doutoral desenrolou o estudo e a caracterización termodinámica das mezclas de compoñentes implicados en sistemas de extracción líquido-líquido. Caracterizuse estos sistemas en base a analizar as interaccións entre os distintos solutos e disolventes e a sua relación coas propiedades físicas que poden ter influencia sobre os procesos de transferencia de materia. Deste xeito, analizáronse a priori propiedades físicas tales como densidade, velocidade do son e índice de refracción. A partir destes estudos puidose estimar distintas variables termodinámicas que botan luz sobre o comportamento e interaccións entre moléculas do mismo e distinto tipo. Debido a que o obxectivo desta tese de doutoramento implica o uso de sistemas heteroxéneos, fíxose preciso o estudo e determinación das zonas de miscibilidade, sendo estos estudos necesariamente anteriores á caracterización físico-química. Os sistemas propostos centráronse nos sistemas orgánico-acuoso empregando distinto tipo de alcanos como fase orgánica e centrado no seu uso para a extracción de etanol. Por outra banda, e en relación cos sistemas acuoso-acuoso apostouse por empregar polímeros doutra natureza (concretamente con actividade superficial) en comparación cos existentes na bibliografía, así como distintas sales (tanto en relación co anión como co catión). O efecto da composición, natureza dos compoñentes e da temperatura foron evaluados. Ademáis, distintas correlacións para o axuste dos resultados experimentales foron empregados tendo en conta o número de componentes e natureza dos mesmos.