Publicação

Parâmetros de solubilidade de Hansen de líquidos iónicos a partir de dados de cromatografia gasosa inversa

Detalhes bibliográficos
Resumo:	O uso extensivo de solventes convencionais em diversas aplicações industriais e académicas tem causado impactos ambientais significativos, principalmente devido à sua alta volatilidade e dificuldade de controlar a sua evaporação e liberação para o meio ambiente. Como alternativa, os líquidos iónicos (LIs) têm sido explorados por propriedades como baixa volatilidade. No entanto, a ampla variedade de combinações possíveis entre catiões e aniões resulta num elevado número de possibilidades, tornando a seleção de um LI adequado muito complexa e intensa a nível experimental. Uma forma de superar esse desafio é utilizar modelos teóricos de caracterização, como os bem conhecidos parâmetros de solubilidade de Hansen (PSH) que fornecem uma abordagem quantitativa para prever a compatibilidade entre solventes e solutos. No entanto, a determinação dos PSH para LIs é ainda muito desafiadora devido ao limitado número de dados experimentais. Com base nisso, este trabalho tem como objetivo avaliar a possibilidade de estimar os PSH de quatro LIs à base de imidazólio e com o anião cloreto: [C4mim]Cl, [C6mim]Cl, [C8mim]Cl e [C12mim]Cl, usando 1.437 dados experimentais decoeficientes de atividade a diluição infinita (13 ∞ ), obtidos por cromatografia gasosa inversa (CGI). A estimativa combinou o programa Hansen Solubility Parameters in Practice (HSPiP) com o Microsoft Excel, classificando a solubilidade numa escala de afinidade de 0 a 5, adotando o método percentil, que é considerada mais eficiente do que a escala de afinidade binária. A metodologia aplicada revelou uma grande dependência dos valores dos PSH com o conjunto de solutos utilizados na sua estimativa, mostrando assim a necessidade de ter uma grande variedade de famílias químicas de solutos para obter resultados mais consistentes. Além disso, o procedimento não permitiu correlacionar os PSH com o tamanho da cadeia alquílica do catião. Os PSH estimados pelo algoritmo genético e clássico de Hansen, apresentaram boa concordância, confirmando a consistência dos parâmetros: [C4mim]Cl (δD = 15,5; δP = 4,4; δH = 9,6 MPa⁰·⁵), [C6mim]Cl (δD = 14,8; δP = 6,0; δH = 10,6 MPa⁰·⁵), [C8mim]Cl (δD = 15,5; δP = 6,6; δH = 10,4 MPa⁰·⁵) e [C12mim]Cl (δD = 15,5; δP = 6,6; δH = 10,4 MPa⁰·⁵). Este estudo comprova a aplicabilidade da metodologia para estimar os PSH de LIs, gerando um conjunto de valores que contribuem para sua caracterização. Esta abordagem pode ser aplicada a outros LIs, contribuindo para a seleção racional de solventes mais sustentáveis.
Autores principais:	Watanabe, Gracielly Yukari Taniguchi
Assunto:	Coeficientes de atividade a diluição infinita Cromatografica gasosa inversa Líquidos iónicos Parâmetros de solubilidade de Hansen Química verde Sustentabilidade
Ano:	2025
País:	Portugal
Tipo de documento:	dissertação de mestrado
Tipo de acesso:	acesso aberto
Instituição associada:	Instituto Politécnico de Bragança
Idioma:	português
Origem:	Biblioteca Digital do IPB

Descrição
Resumo:	O uso extensivo de solventes convencionais em diversas aplicações industriais e académicas tem causado impactos ambientais significativos, principalmente devido à sua alta volatilidade e dificuldade de controlar a sua evaporação e liberação para o meio ambiente. Como alternativa, os líquidos iónicos (LIs) têm sido explorados por propriedades como baixa volatilidade. No entanto, a ampla variedade de combinações possíveis entre catiões e aniões resulta num elevado número de possibilidades, tornando a seleção de um LI adequado muito complexa e intensa a nível experimental. Uma forma de superar esse desafio é utilizar modelos teóricos de caracterização, como os bem conhecidos parâmetros de solubilidade de Hansen (PSH) que fornecem uma abordagem quantitativa para prever a compatibilidade entre solventes e solutos. No entanto, a determinação dos PSH para LIs é ainda muito desafiadora devido ao limitado número de dados experimentais. Com base nisso, este trabalho tem como objetivo avaliar a possibilidade de estimar os PSH de quatro LIs à base de imidazólio e com o anião cloreto: [C4mim]Cl, [C6mim]Cl, [C8mim]Cl e [C12mim]Cl, usando 1.437 dados experimentais decoeficientes de atividade a diluição infinita (13 ∞ ), obtidos por cromatografia gasosa inversa (CGI). A estimativa combinou o programa Hansen Solubility Parameters in Practice (HSPiP) com o Microsoft Excel, classificando a solubilidade numa escala de afinidade de 0 a 5, adotando o método percentil, que é considerada mais eficiente do que a escala de afinidade binária. A metodologia aplicada revelou uma grande dependência dos valores dos PSH com o conjunto de solutos utilizados na sua estimativa, mostrando assim a necessidade de ter uma grande variedade de famílias químicas de solutos para obter resultados mais consistentes. Além disso, o procedimento não permitiu correlacionar os PSH com o tamanho da cadeia alquílica do catião. Os PSH estimados pelo algoritmo genético e clássico de Hansen, apresentaram boa concordância, confirmando a consistência dos parâmetros: [C4mim]Cl (δD = 15,5; δP = 4,4; δH = 9,6 MPa⁰·⁵), [C6mim]Cl (δD = 14,8; δP = 6,0; δH = 10,6 MPa⁰·⁵), [C8mim]Cl (δD = 15,5; δP = 6,6; δH = 10,4 MPa⁰·⁵) e [C12mim]Cl (δD = 15,5; δP = 6,6; δH = 10,4 MPa⁰·⁵). Este estudo comprova a aplicabilidade da metodologia para estimar os PSH de LIs, gerando um conjunto de valores que contribuem para sua caracterização. Esta abordagem pode ser aplicada a outros LIs, contribuindo para a seleção racional de solventes mais sustentáveis.