Determinação do coeficiente de atividade em diluição infinita de hidrocarbonetos em furfural a 298,15 K por SPME-GC/FID

Abstract

INTRODUÇÃOUm soluto está infinitamente diluído quando as moléculas deste soluto estão completamente envolvidas por moléculas de solvente; neste caso, a fração molar do soluto em solução tende a zero e a fração molar do solvente tende a um. Nesta conformação a não idealidade deste soluto em solução é máxima, sendo representada pelo coeficiente de atividade na diluição infinita (γ ∞ ). Tais coeficientes são de grande importância, visto que uma vez determinados é possível predizer o equilíbrio entre dois componentes determinando-se os parâmetros de modelos matemáticos que descrevem as variações das energias de excessos e atividade dos componentes dessas misturas. Com isso, equipamentos que têm como fundamentação básica o equilíbrio entre fases podem ser projetados com maior precisão, obtendo-se compostos mais puros. Os coeficientes de atividade em diluição infinita podem ainda ser utilizados para a seleção de solventes capazes de remover de uma solução um dado componente em maior quantidade que outros, definindo um parâmetro denominado seletividade, que consiste em uma relação entre os coeficientes de atividade em diluição infinita de dois solutos em um mesmo solvente a uma mesma temperatura. 1Um destes fatores pode ser observado na indústria do petróleo, em que fenol ou furfural são empregados na remoção de compostos aromáticos polinucleados de óleos lubrificantes num processo denominado desaromatização. A presença destes compostos aromáticos prejudica a viscosidade do óleo produzido, quando este é submetido a variações de temperatura, 2 ou seja, este é um processo que necessita dos parâmetros acima citados para a seleção do solvente adequado.Muitas técnicas vêm sendo desenvolvidas ao longo dos anos para a determinação dos coeficientes de atividade em diluição infinita para misturas líquidas, sendo algumas mais complexas e custosas, como o GLC (Gas-Liquid Chromatography), 3-5 e absorção gasosa com gás inerte não solúvel (Gas-Stripping).5,6 Na técnica de GLC uma coluna cromatográfica com um suporte inerte é empacotada com um solvente líquido não volátil como fase estacionária. Em seguida, volumes reduzidos de soluto são injetados, de modo a se determinar o tempo de retenção do soluto no solvente utilizado como fase estacionária. O coeficiente de atividade na diluição infinita é determinado a partir da aferição do tempo de retenção do soluto e de outras propriedades como temperatura e queda de pressão ao longo da coluna, fluxo de gás de arraste e massa de soluto na coluna. No caso do gas-stripping uma solução diluída de um sistema binário é alimentada em uma célula de equilíbrio com temperatura controlada. A partir desse ponto um gás inerte é borbulhado com fluxo constante a partir da base da célula e os componentes de interesse migram da fase líquida para a fase vapor. Atingindo o equilíbrio, medições constantes da composição na fase líquida e vapor são realizadas de modo a se determinar a taxa de retirada de um dos componentes da solução e, assim, determinar o coeficiente de atividade na diluição infinita.Para sis...