aplicaciÓn de los lÍquidos iÓnicos en la separaciÓn …
TRANSCRIPT
APLICACIÓN DE LOS LÍQUIDOS IÓNICOS EN LA SEPARACIÓN DE LOS COMPUESTOS AROMÁTICOS
Memoria presentada por IRENE DOMÍNGUEZ FERNÁNDEZ para optar al Grado de Doctor por la Universidad de Vigo. VIGO, 2012
GRUPO DE PROCESOS DE SEPARACIÓN AVANZADA
Título: Aplicación de los líquidos iónicos en la separación de los compuestos
aromáticos
Realizada por: Irene Domínguez Fernández
Dirigida por: Ángeles Domínguez Santiago, Noelia Calvar Simón y Elena Gómez Costas
Programa de Doctorado de Ingeniería Química
Departamento de Ingeniería Química
Universidad de Vigo
Vigo, 2012
Universida¿JiSo,rm
GRUFO DE PROCESOS DEseplmcró¡ AvANZADA
ta Dra. ÁNcu,us potvtÍNcuEz SANTIAGo, Profesora Titular, y la Dra. ELENA
CÓynZ COSTAS, lnvesttgadora Ángeles Albariño, ambas pertenecientes al
Departamento de lngeriena Quimica de la Universidad de Vigo y la Dra- NOEttA
CAIVAR SIMÓN, ContrataáaFCT de la Universidade do Porto.
INFORMAN:
Que esra Memoria tttulada "APLICACIÓN Oe rc§ LÍQUIDOS IÓNICOS EN LA
SEPARACIÓN DE COMPUESTOS AROMÁTICOS',, que paru optar al grado de Doctor
presenta Dña. IRENE DOMÍNGUEZ IERNÁNDEZ, ha sido realizada bajo nuestra
dirrx;.ción en el de,partarnento de Ingeniería Química de la Universidad de Vigo, y
encontrimdo* finaltzada, autortzamos su presentación para qlrc soa juzgaáa por el
Tribunalcorrespondiente.
Y para que asíconste a los efectos oportunos, expedimos el siguiente informe en Vigo,
a27 deluniode2Ol2.
Dru.ltngeles Domínguez Dra-ElenaGlómez Dra. Noeüa Calvar
Agradecimientos En primer lugar quiero recordar a José Tojo porque fue la persona que
me dio la oportunidad de iniciarme en el mundo de la investigación, y aunque
fueron pocos meses los que llegué a conocerlo, tengo la sensación de que me he
perdido a una persona maravillosa.
A mis directoras de tesis Ángeles Domínguez, Elena Gómez y Noelia
Calvar por haberme proporcionado su ayuda, orientación y consejos durante
estos cuatro años.
A Ángeles por darme la oportunidad de realizar esta tesis, por tu
paciencia y compresión y por todos esos ratitos de primera hora.
A Noelia Calvar, (érase una mujer a una sonrisa pegada), la primera
persona que conocí cuando empecé en la universidad en mi época de estudiante
y con la que sigo y espero seguir compartiendo tantos momentos inolvidables.
A Elena Gómez por sus grandes frases como: “yo paso”, “a mi no me
importa” y “cada cual que aguante su vela”. Porque me encanta lo que pasas de
mi, lo poco que te importo y todas esas velas que no me aguantas. Como, uno es
uno y sus circunstancias, espero que las nuestras sean propicias para seguir con
nuestra amistad. Muchas gracias por todo.
A Emilio por toda tu ayuda durante estos años, por lo compartido y lo
vivido tanto en lo profesional como en lo personal. Por ser como eres.
A Diego Moldes por todos sus consejos (aunque algunos no me sirvan),
por sus conversaciones sobre futbol y sobre todo por esos seis segundos únicos.
A Begoña González con la que he compartido despacho durante estos
cuatro años y siempre está dispuesta a echarme una mano.
A Raquel González, por su ayuda en el laboratorio y a los demás
miembros del grupo de investigación, y del pasillo.
También quiero darle las gracias a Pepe Palomar por su paciencia y
compresión y darme la oportunidad de conocer el mundo de la simulación. A
los miembros de su grupo de investigación, especialmente a Elia y María por su
ayuda y por hacer que me sintiera como en casa durante mi estancia en
Madrid.
A Emilia Tojo, Borja Santa marta Y Pedro Verdía, miembros del
departamento de Química Orgánica de la Universidad de Vigo por su ayuda
con todo lo que tiene que ver con la química orgánica (que no es poco).
Sin duda no habría sido capaz de finalizar esta tesis sin el constante
apoyo y estímulo de aquellas personas que me rodean a diario y que de una
forma u otra han contribuido a que este trabajo haya resultado mucho más
ameno:
A mis amigos del barrio Pablo, Sara, Miguel, Tito, Lore, Raquel, Rober,
María, Agus y Roberto.
A Roberto por todos esos abrazos que esta deseando darme y porque
todas las veces que me ha hecho reír no tienen precio.
A Mirian que aunque en la distancia sé que me anima y me apoya
siempre.
Y en especial a Vanesa y Alejandra porque me gusta quien soy cuando
estoy con ellas.
A mis hermanos Patri, Kiko, Bea, Ani, Cris, mis sobrinas Sheila, Alba y
María, mis cuñados por su cariño y apoyo incondicional.
Índice
i
ÍNDICE 1. INTRODUCCIÓN Y OBJETIVOS 3 1.1. Antecedentes 3 1.2. Estado actual del tema 9 1.3. Objetivos 11 2. REACTIVOS Y EQUIPOS 15 2.1. Reactivos 15 2.1.1. Hidrocarburos 15 2.1.2. Líquidos Iónicos 17 2.2. Equipos utilizados 25 2.2.1. Medida de la densidad 26 2.2.2. Medida de la velocidad del sonido 28 2.2.3. Medida del índice de refracción 29 2.2.4. Medida del contenido en agua 29 2.2.5. Preparación de las muestras 30 3. EQUILIBRIO LÍQUIDO-LÍQUIDO 33 3.1 Estudio teórico 35 3.1.1. Condición de equilibrio 35 3.1.2. Modelos termodinámicos 38 3.1.3. Correlación del ELL con LI 43 3.2. Procedimiento experimental 45 3.2.1. Determinación de la curva de solubilidad 47 3.2.2. Determinación de las rectas de reparto 48 3.3. Datos experimentales 50 4. ANÁLISIS DE LOS RESULTADOS DEL ELL 211
Índice
ii
4.1. Influencia de la temperatura 213 4.2. Influencia del hidrocarburo alifático 215 4.2.1. Influencia del hidrocarburo alifático de cadena lineal 215 4.2.2. Influencia del hidrocarburo alifático de cadena cíclica 218 4.2.2.1. Aumento de la longitud de la cadena cíclica 220 4.2.2.2. Aumento de un sustituyente 220 4.2.2.3. Presencia de un doble enlace 221 4.3. Influencia del hidrocarburo aromático 222 4.4. Influencia del líquido iónico 227 4.4.1. Influencia de la naturaleza del catión 231 4.4.2. Influencia de la longitud alquílica de la cadena del catión 232 4.4.3. Influencia de la naturaleza del anión 232 4.5. Comparación bibliográfica 233 4.6. Conclusiones 243 5. PREDICCIÓN DEL ELL CON EL MÉTODO COSMO-RS 249 5.1. Estudio teórico 250 5.1.1. Evolución del método COSMO-RS 253 5.2. Resultados 254 5.2.1. Análisis de los resultados 283 5.3. Conclusiones 291 6. RESUMEN Y CONCLUSIONES 295 BIBLIOGRAFÍA 305 ANEXOS 317
Introducción
3
1. INTRODUCCIÓN Y OBJETIVOS
1.1. Antecedentes
Los hidrocarburos aromáticos, principalmente benceno, tolueno, etilbenceno y xilenos
(fracción BTEX), son importantes materias primas para la industria. Por ejemplo, el benceno se
utiliza ampliamente en la fabricación de estireno, fenoles, anhídrido maleico, detergentes,
explosivos, productos farmacéuticos y colorantes. Además, se emplea como combustible,
reactivo químico y agente de extracción para semillas y frutos secos, e incluso pequeñas
cantidades de benceno se usan en la obtención de gomas, lubricantes, pesticidas, drogas, etc.
De todos sus usos, el más importante es el de disolvente y diluyente de pinturas. Entre los usos
mayoritarios del tolueno, se pueden destacar el de disolvente de aceites, resinas, caucho
natural (mezclado con ciclohexano) y sintético, alquitrán de hulla, asfalto, brea y
acetilcelulosas (en caliente, mezclado con etanol) y diluyente de pinturas, barnices de celulosa
y de las tintas de fotograbado. Es también común en la fabricación de detergentes y cuero
artificial y es una importante materia prima para síntesis orgánicas, como las de cloruro de
benzoilo y bencilideno, sacarina, cloramina T, trinitrotolueno y un gran número de colorantes,
además de ser un componente del combustible para aviones y de la gasolina para automóviles.
En el caso del etilbenceno, se utiliza como producto intermedio en síntesis orgánicas,
Capítulo 1
4
especialmente en la producción de estireno y caucho sintético, y al igual que los anteriores
hidrocarburos aromáticos, se utiliza como disolvente o diluyente, componente de los
combustibles para automóviles y aviones y en la fabricación de acetato de celulosa. Los xilenos
son usados como disolventes de pinturas, en la industria del cuero, obtención de gomas, etc.
Originalmente, los compuestos aromáticos se obtenían a través de la industria
carboquímica; sin embargo, hoy en día, su aportación a la producción mundial de BTEX
apenas representa el 4%. A partir de 1920, con el uso del petróleo como materia prima, el
reformado catalítico y la pirólisis de la gasolina se convirtieron en las principales fuentes de
hidrocarburos aromáticos. El reformado catalítico se emplea para preparar gasolinas con alto
índice de octanaje y proporciona el suministro básico de benceno, tolueno y xilenos. La
gasolina de pirólisis contiene una gran cantidad de aromáticos, sobre todo benceno y tolueno y
una pequeña cantidad de xilenos. Los hidrocarburos aromáticos también se pueden sintetizar
a partir de hidrocarburos alifáticos mediante aromatización catalizada, pero esta vía de
obtención se emplea en un número muy reducido de instalaciones industriales.
El mayor problema de la obtención de aromáticos presentes en los productos de
transformación del petróleo reside en que éstos tienen que ser separados de otros compuestos
como son los hidrocarburos alifáticos y olefinas. Esta separación es un reto debido a la
proximidad de los puntos de ebullición y a la formación de azeótropos.
Existen diferentes métodos de separación de estos hidrocarburos aromáticos de
alifáticos, como la separación con membranas, especialmente la pervaporación,1,2,3 que es
especialmente interesante en la separación de mezclas azeotrópicas y en mezclas con puntos
de ebullición muy próximos, ya que no está basada en la volatilidad de los componentes. Sin
embargo, su principal inconveniente es que todavía es una técnica muy limitada debido a las
bajas selectividades. Otro método de separación es la absorción utilizando zeolitas4,1 que
1 Smitha, B.; Suhanya, D.; Sridhar, S.; Ramakrishna. J. Membr. Sci. 2004, 241, 1-21. 2 Katarzynski D.; Pithan, F.; Staudt, C. Sep. Sci. Technol. 2008, 43, 50-70. 3 Mandal, M. K.; Bhattacharya, P. K. Separ. Purif. Tech. 2008, 61, 332-340. 4 Takahashi, A.; Yang, F. H.; Yang, R. T. Ind. Eng. Chem. Res. 2000, 39, 3856-3867.
Introducción
5
adsorben compuestos polares o aromáticos; estos procesos cuentan con la desventaja de que el
mecanismo de desorción es complejo. Los procesos convencionales para este tipo de
separación son: la destilación azeotrópica, la destilación extractiva y la extracción líquido-
líquido utilizando disolventes orgánicos polares.
De estos procesos convencionales, en la destilación azeotrópica la sustancia añadida
forma un azeótropo con uno o más componentes de la mezcla. En el caso de los hidrocarburos
aromáticos, esta técnica resulta económica cuando el contenido de hidrocarburos aromáticos
es mayor al 90%, y por lo tanto, la cantidad de compuestos no aromáticos a separar es baja,
como por ejemplo en la gasolina de pirólisis.
En la destilación extractiva el disolvente empleado es relativamente poco volátil
comparado con los componentes a separar. Los disolventes más utilizados en esta técnica para
compuestos aromáticos son: N-metilpirrolidona, sulfolano, dimetilformamida, etc. Este proceso
se emplea principalmente cuando el contenido de hidrocarburos aromáticos es del orden del
65- 90 %, como en la gasolina de pirólisis.
De entre los 3 procesos más utilizados, la extracción líquido-líquido es la técnica más
extendida y la primera que se utilizó industrialmente, presentando la ventaja de que puede
extraer los hidrocarburos aromáticos de una mezcla en concentraciones muy diferentes. En
este proceso, los disolventes empleados son prácticamente los mismos que en la destilación
extractiva, aunque debe evitarse la miscibilidad de las dos corrientes.
La gran mayoría de los procesos en funcionamiento incorporan en sus diseños, además
de la extracción, otras operaciones secundarias como la destilación extractiva y la destilación a
vacío que, además de separar los hidrocarburos aromáticos, permiten purificar el refinado y
recuperar el disolvente. Hoy en día existen un gran número de procesos comercializados cuya
diferencia más importante radica en el disolvente utilizado, pudiéndose clasificar en dos
grupos en función de si emplean un único disolvente (o mezcla homogénea de disolventes) o
1 Fathizadeh, M., Nikazar, M. J. Chem. Eng. Jpn. 2009, 42, 241-247.
Capítulo 1
6
dos disolventes inmiscibles entre sí. En la Tabla 1.1.1. se presentan los procesos industriales
más utilizados y el disolvente empleado en cada caso.1
Tabla 1.1.1. Procesos industriales usados en la separación de aromáticos
Nombre Licencia Disolvente Codisolvente (%
en peso)
T operación
(ºC)
Udex UOP-DOW DEG Agua - (8) 140
Sulfolane Shell-UOP Sulfolano Agua - (1) 100
Aerosolvan Lurgi NMP Agua - (12) 030
Aerosolvan Lurgi NMP Glicol - (5) 060
Tetra Union Carbide TETRA Agua - (4) 150
Morphylex Krupp-Koppers NFM Agua - (4) 180
DMSO IFP DMSO Agua - (5) 035
Un factor importante en cualquier proceso químico es la optimización de las
diferentes unidades de separación, que se encuentra íntimamente ligada a las características
del disolvente. Aunque los procesos industriales anteriormente citados en la Tabla 1.1.1.
permiten obtener compuestos de elevada pureza, la industria química actual está sometida a
una gran presión para que aporte soluciones a los problemas ambientales y económicos que
ocasionan los disolventes orgánicos convencionales debido a su alta volatilidad, toxicidad e
inflamabilidad. En este contexto, uno de los aspectos de la química verde consiste en el
desarrollo y el uso de disolventes más limpios y respetuosos con el medioambiente con el
objetivo remplazar a los compuestos orgánicos volátiles. Para que un disolvente pueda ser
considerada como “verde” debe poseer ciertas características, como ser reutilizable y
fácilmente separable de los productos.
1 Wauquier, J. P. Separation Processes, Éditions Technip: Paris, 2000.
Introducción
7
En este contexto, los líquidos iónicos (LI), representan una interesante alternativa
“verde” para la industria, con potenciales aplicaciones en multitud de sectores, como la
biomedicina, el transporte o la energía. Al aunar sostenibilidad con aumento de productividad,
los líquidos iónicos dan lugar a nuevos productos y tecnologías que mejoran lo conseguido
hasta ahora con los disolventes orgánicos convencionales, presentes en muchos procesos
industriales.
Los LI son compuestos formados por la combinación de iones muy asimétricos y de
gran tamaño, con fuerzas de atracción catión-anión más débiles que las de los compuestos
iónicos convencionales, lo que les permite permanecer en estado líquido en un amplio rango
de temperaturas. De hecho, hasta su descubrimiento, el empleo de una fase líquida constituida
únicamente por iones se había limitado a procesos a elevada temperatura basados en la fusión
de óxidos y sales. La solubilidad de los LI está directamente relacionada con su naturaleza
iónica y su composición orgánica, por lo que son capaces de disolver compuestos orgánicos,
inorgánicos e incluso materiales poliméricos. Una de sus propiedades más importantes es que
presentan una presión de vapor prácticamente despreciable a presiones y temperaturas
moderadas; esta propiedad contrasta con las elevadas presiones de vapor de los disolventes
orgánicos y es una de las principales justificaciones del actual interés de la química verde por
los LI.
Algunos líquidos iónicos presentan propiedades químicas que inhiben su uso a nivel
industrial o limitan su aplicación a unos pocos procesos, debido generalmente a la naturaleza
de su anión. Estas limitaciones pueden ser debidas a: su carácter hidrófilo o hidrófobo, aunque
en ocasiones la solubilidad en agua de algunos LI es una característica deseada, ya que permite
una fácil recuperación del LI en un proceso; la formación de productos corrosivos (HCl, HF)
como ocurre con los líquidos iónicos con los aniones [AlCl4]- y [PF6]-,1; su elevada viscosidad,1
1 Olivier-Bourbigoe, H.; Vallee, C. Catalysis in Non-aqueous Ionic Liquids; Ionic Liquids: Non-Innocent Solvents. In: Multiphase Homogeneous Catalysis, Cornils, B.; Hermann, W.A.; Horvath, I.T. et.al., Eds., Wiley-VCH: Weinheim, 2005, 415-418.
Capítulo 1
8
como por ejemplo los que presentan sólo halógenos como anión. Pese a estas limitaciones, los
LI presentan grandes ventajas, como la posibilidad de diseñar un disolvente específico para
una aplicación concreta, es decir, cada LI tiene unas propiedades determinadas dependiendo
del anión y del catión que lo configuran; así propiedades como densidad, viscosidad,
capacidad de solvatación o acidez pueden seleccionarse alterando el anión y el catión, lo que
proporciona una gran alternativa a los disolventes orgánicos en las aplicaciones industriales.
Entre el gran abanico de posibilidades que ofrecen estos compuestos cabe destacar,
entre otras, su utilización como medios de reacción,2 como lubricantes,3 como electrolitos en
baterías4 y células fotovoltaicas,5 como catalizadores,6 o como disolventes en los procesos de
separación, especialmente en la extracción líquida.7
El primer proceso basado en LI en una planta piloto fue el proceso DIFASOL8
presentado por el Instituto Francés del Petróleo (IFP), basado en la dimerización de alquenos
utilizando LI. Otras aplicaciones desarrolladas en planta piloto o incluso a escala industrial
son: el proceso BASIL,9 implantado por BASF a escala comercial para la obtención de
alcoxifenilfosfinas en un sistema bifásico, la destilación extractiva de mezclas azeotrópicas
(BASF)10, el proceso DEGUSSA11 que utiliza LI como aditivos en la fabricación de nuevas
pinturas, y el almacenamiento de gases por AIR PRODUCTS.12
1 Mantz, R.A.; Trulove, P.C. Viscosity and Density of Ionic Liquids. In Ionic Liquids in Synthesis, Wasscherscheid, P.; Welton, T.; Eds; Wiley-VCH: Weinheim, 2008, 72-87. 2 Romero, A. Rev. R. Acad. Cienc. Exact. Fís. Nat. 2008, 102, 79-90. 3 Zhou, F.; Liang, Y.; Liu, W. Chem. Soc. Rev. 2009, 38, 2590-2599. 4 Lewandowski, A.; Swiderska-Mocek, A. J. Power Sources 2009, 194, 601-609. 5 Wang, Y. Sol. Energy. Mater. Sol. Cells. 2009, 93, 1167-1175. 6 Olivier-Bourbigou, H.; Magna, L.; Morvan, D. Appl. Catal. Gen. 2010, 373, 1-56. 7 Huddleston, J. G.; Willauer, H. D.; Swatloski, R. P.; Visser, A. E.; Rogers, R. D. Chem. Commun. 1998, 1765- 1766. 8 Olivier, H. J. Mol. Catal. A: Chem. 1999, 146, 285-289. 9 Rogers, R.D.; Seddon, K.R.; Eds. Amercian Chemical Society: Washington DC, 2005, 126-132. 10 Jork, C.; Seiler, M.; Beste, Y. J. Chem. Eng. Data 2004, 49, 852-857. 11 Weyershausen, B.; Lehmann, K. Green Chem. 2005, 7, 15-19 12 Tempel, D.; Henderson, P.B.; Brzozowski, J. US 2006/0060817 A1, 2006.
Introducción
9
1.2. Estado actual del tema
En los últimos años un gran número de líquidos iónicos han sido estudiados como
disolventes potenciales en procesos de extracción líquido-líquido. La ventaja de los líquidos
iónicos para este tipo de extracción en comparación con los disolventes orgánicos
convencionales se debe al hecho de ser sustancias con elevada estabilidad térmica, volatilidad
despreciable y que pueden diseñarse para reunir las propiedades adecuadas para su empleo en
un determinado proceso químico, lo que supone desarrollar procesos comerciales más
seguros, más limpios, más respetuosos con el medioambiente y probablemente más
económicos. Algunos ejemplos son los trabajos realizados por Arce y col. sobre la purificación
de éteres1,2 y la desterpenación de aceites esenciales,3,4 la separación de alcoholes e
hidrocarburos llevada a cabo por Letcher y col.,5 la separación de mezclas azeotrópicas
investigada por Pereiro y Rodríguez,6,7,8 o la separación de isómeros publicada por Zhu y col. 9
La investigación en la separación de hidrocarburos aromáticos de hidrocarburos
alifáticos utilizando LI ha suscitado un gran interés en los últimos años,10,11,12,13 debido a que
los procesos de extracción que utilizan disolventes polares, tales como N-metil pirrolidona
(NMP), sulfolano, o etilenglicol, sufren de un coste significativo derivado de la recuperación de
dichos disolventes.14 De hecho, desde que en el año 2000 Selvan y col.15 utilizaron LI para
separar la mezcla heptano / tolueno el número de publicaciones ha crecido exponencialmente.
1 Arce, A.; Rodríguez, O.; Soto, A. J. Chem. Eng. Data 2004, 49, 514-517. 2 Arce, A.; Rodríguez, O.; Soto, A. Ind. Eng. Chem. Res. 2004, 43, 8323-8327. 3 Arce, A.; Marchiaro, A.; Rodríguez, O.; Soto, A. AIChE J. 2006, 52, 2089-2097. 4 Arce, A.; Pobudkowska, A.; Rodríguez, O.; Soto, A. Chem. Eng. J. 2007, 133, 213-218. 5 Letcher, T. M.; Deenadayalu, N.; Soko, B.; Ramjugernath, D.; Naicker, P. K. J. Chem. Eng. Data 2003, 48, 904-907. 6 Pereiro, A. B.; Rodríguez, A. Chem. Eng. J. 2009, 153, 80-85. 7 Pereiro, A. B.; Rodríguez, A. Ind. Eng. Chem. Res. 2009, 48, 1579-1585. 8 Pereiro, A. B.; Rodríguez, A. Separ. Purif. Tech. 2008, 62, 733-738. 9 Zhu, J.; Chen, J.; Li, C.; Fei, W. Fluid Phase Equilib. 2006, 247, 102-106. 10 García, S.; Larriba, M.; García, J., Torrecilla, J.S.;Rodríguez, F. J. Chem. Eng. Data 2011, 56, 113-118. 11 García, J.; García, S., Torrecilla, J.S.;Rodríguez, F. Fluid Phase Equilibr. 2011, 301, 62-66. 12 González, E. J.; Calvar, N.; González, B.; Domínguez, A. J. Chem. Thermodyn. 2010, 42, 752-757. 13 González, E. J.; Calvar, N.; González, B.; Domínguez, A. Fluid Phase Equilibr. 2010, 291,59-65. 14 Hombourger, T.; Gouzien, L.; Mikitenko, P.; Bonfils, P. ed. JWauqier, 359-456, Paris: Ed. Technip, 2000. 15 Selvan, M. S.; McKinley, M.; Dubois, R.; Atwood, J. L. J. Chem. Eng. Data 2000, 45, 841-845.
Capítulo 1
10
Un punto común en casi todos los estudios es la comparación con el proceso de extracción
utilizando sulfolano, por ser el disolvente orgánico más utilizado para este tipo de separación.
Para llevar a cabo una extracción utilizando LI como disolventes, el conocimiento de
los coeficientes de distribución y de las selectividades es crucial, puesto que son los parámetros
que rigen la selección del disolvente; estos parámetros en algunas publicaciones se calculan a
partir de los coeficientes de actividad a dilución infinita,1 pero para fines industriales los
coeficientes de distribución y las selectividades deberían ser calculados en términos finitos.2
Además, muchas de las publicaciones coinciden en que altas selectividades están asociadas a
bajos coeficientes de distribución y viceversa, lo que podría limitar su uso en aplicaciones
industriales. De hecho, en el año 2010 Meindersma y col.2 concluyen que la aplicación
industrial de los LI para la extracción de hidrocarburos aromáticos de hidrocarburos alifáticos
todavía no se ha materializado porque sólo 4 de los 121 LI estudiados se consideraron
adecuados para esta separación, ya que la mayoría de los LI no presentaron coeficientes de
distribución ni selectividades en fracción másica mayores que el sulfolano.
De todas formas, no hay absolutamente ninguna duda de que las propiedades únicas
de los líquidos iónicos ofrecen un gran potencial para este tipo de procesos, en los que es
importante prestar más atención a aspectos como la eficiencia del reciclado, la recuperación
de líquido iónico, o el grado de degradación de líquido iónico con el tiempo. Por lo tanto, la
mayoría de los investigadores se esfuerzan en estudiar la influencia de la naturaleza del
catión,3,4,5 anión6,7,8 y de la longitud de la cadena alquílica del catión4,7 con el objetivo de
encontrar un LI o mezcla de LI que tenga selectividades y coeficientes de distribución
elevados.
1 Marciniak, A. Fluid Phase Equilib. 2010, 294 , 213–233. 2 Meindersma, G. W.; Hansmeier, A. R; de Haan, A. B. Ind. Eng. Chem. Res. 2010, 49, 7530-7540. 3 Domanska, U.; Pobudkowska, A.; Zołek-Tryznowska, Z. J. Chem. Eng. Data 2007, 52, 2345-2349. 4 Meindersma, G. W.; Podt, A. J. G.; de Haan, A. B. Fluid Phase Equilib. 2006, 247, 158-168. 5 Arce, A.; Earle, M. J.; Rodríguez, H.; Seddon, K. R.; Soto, A. Green Chem. 2009, 11, 365-372. 6 Letcher, T. M.; Reddy, P. J. Chem. Thermodyn. 2005, 37, 415-421. 7 García, J; García, S; Larriba, M; Torrecilla, J. S; Rodríguez, F. Chem. Eng.Transsactions. 2011, 24, 805-810. 8 Zhou, T; Wang, Z; Ye, Y; Chen, L; Xu, J; Qi, Z. Ind. Eng. Chem. Res. 2012, 51, 5559-5564.
Introducción
11
1.3. Objetivos
El objetivo principal de esta tesis es el estudio de la extracción líquido-líquido para la
separación de hidrocarburos aromáticos de hidrocarburos alifáticos utilizando diferentes
líquidos iónicos. Para ello, se analiza la influencia de la naturaleza del catión, del anión, de la
longitud de la cadena del catión y de la temperatura en el proceso de separación.
Para poder alcanzar el objetivo principal de esta tesis se han desarrollado los
siguientes objetivos específicos:
Síntesis y caracterización de los LI
Se han sintetizado en nuestro laboratorio: etilsulfato de 1-etilpiridinio, [Epy][ESO4], y
metilsulfato de 1-butil-3-metilimidazolio, [BMim][MSO4]. La diferencia en la estructura de
ambos cationes nos permite analizar la influencia del carácter aromático del catión en el
equilibrio líquido-líquido. Los LI bis{trifluorometilsulfonil}amida de 1-butil-3-
metilimidazolio, [BMim][NTf2], y bis{trifluorometilsulfonil}amida de 1-metil-3-
propilimidazolio, [PMim][NTf2], han sido suministrados por la empresa Iolitec. Para
caracterizar todos estos LI se han determinado las propiedades de densidad, velocidad del
sonido e índice de refracción en función de la temperatura.
Determinación experimental del ELL
Se han determinado experimentalmente los ELL de 75 sistemas ternarios hidrocarburo
alifático + hidrocarburo aromático + LI a la temperatura de 298,15 K y presión atmosférica,
exceptuando los sistemas alcano + benceno + [Epy][ESO4], que también han sido medidos a la
temperatura de 283,15 K, lo que nos permite evaluar la influencia de la temperatura en este
tipo de sistemas. Antes de llevar a cabo el ELL, se determina experimentalmente la curva de
solubilidad para cada uno de los sistemas estudiados, lo que nos permite obtener la solubilidad
de los hidrocarburos en el LI. La fiabilidad de los datos experimentales se ha comprobado a
Capítulo 1
12
través de la linealidad de las ecuaciones empíricas propuestas por Othmer-Tobias1 y Hand,2 y
los datos experimentales del ELL se han correlacionado con los modelos termodinámicos Non-
Random Two Liquid3 (NRTL) o UNIversal QUAsiChemical4 (UNIQUAC).
A partir del coeficiente de distribución, y de la selectividad, S, se analiza la
influencia en el ELL de una serie de factores tales como: la temperatura, la presencia de
sustituyentes en el hidrocarburo aromático, la longitud de la cadena y la presencia de un
sustituyente o un doble enlace en el hidrocarburo alifático y la longitud de la cadena alifática
del catión, la estructura del catión y el anión del LI.
Predicción de los datos del ELL con el método COSMO-RS.
El método COSMO-RS se utiliza para la predicción de las composiciones de las fases
conjugadas en el ELL, y a partir de éstas se calculan los parámetros y S. Los resultados que se
obtienen de esta predicción se comparan con los determinados experimentalmente con el
objetivo de realizar una evaluación de la capacidad de predicción del método COSMO-RS en
este tipo de sistemas.
1 Othmer, D. F.; Tobias, P. E. Ind. Eng. Chem. 1942, 34, 693-696. 2 Hand, D. B. J. Phys. Chem. 1930, 1961-2000. 3 Renon, H.; Prausnitz, J. M. AIChE J. 1968, 14, 135-144. 4 Abrams, D. S.; Prausnitz, J. M. AIChE J. 1975, 21, 116-128.
Reactivos y Equipos
15
2. REACTIVOS Y EQUIPOS
En este capítulo se describen los reactivos utilizados en la parte experimental de esta
memoria, así como el tratamiento al que se han sometido para mejorar su pureza. Además, se
describen los equipos utilizados, ya que es importante disponer de equipos de gran precisión
con el objetivo de determinar el ELL con la menor incertidumbre posible.
2.1. Reactivos
Para llevar a cabo la parte experimental de este trabajo, se han utilizado dos tipos de
reactivos: hidrocarburos (alifáticos y aromáticos) y líquidos iónicos. Los hidrocarburos han
sido suministrados por Merck, Fluka y Sigma-Aldrich, mientras que dos de los líquidos iónicos
han sido sintetizados en nuestro laboratorio y otros dos han sido proporcionados por Iolitec.
2.1.1. Hidrocarburos
Los hidrocarburos utilizados han sido suministrados por Merck, Fluka y Sigma-
Aldrich con una pureza superior al 99 %. Previamente a su utilización los hidrocarburos han
sido desgasificados en un baño de ultrasonidos Schott Ibérica durante tres horas por cada litro
de reactivo, eliminando el gas acumulado cada media hora. A continuación, se adiciona tamiz
Capítulo 2
16
molecular con un tamaño de poro de 4 Å, proporcionado por Sigma-Aldrich, con el fin de
eliminar las posibles trazas de humedad presentes en el líquido. Para verificar la pureza de las
sustancias, se han medido en el laboratorio la densidad y el índice de refracción a T = 298,15
K y presión atmosférica.
En la Tabla 2.1.1.1. se muestran los datos experimentales de densidad e índice de
refracción de los componentes puros y los encontrados en la bibliografía.
Tabla 2.1.1.1. Comparación de las propiedades físicas de los compuestos puros con los datos de la bibliografía a la T = 298,15 K
Compuesto ρ/ (g·cm-3) nD
Experimental Bibliografía Experimental Bibliografía
Hexano 0,65519 0,654841 1,37234 1,372261
0,655082
Heptano 0,67956 0,679461 1,38515 1,385111
0,679492
Octano 0,69860 0,698562 1,39519 1,395103
0,698621 1.395051
Nonano 0,71399 0,713992 1,40326 1,403224
Ciclohexano 0,77380 0,773891 1,42360 1,423541
Ciclooctano 0,83147 0,831515 1,45598 1,456006
Metilciclohexano 0,76502 0,765061 1,42062 1,420581
Ciclohexeno 0,80569 0,806091 1,44378 1,443771
Benceno 0,87357 0,873601 1,49774 1,497921
Tolueno 0,86217 0,862191 1,49399 1,493907
Etilbenceno 0,86251 0,862531 1,49304 1,493201
1 Riddick, J. A.; Bunger, W. B.; Sakano, T. K. Organic Solvents: Physical properties and methods of purification, 4th ed.,Willey: New York, 1986. 2 Chevalier, J. L. E.; Pei, P. J.; Gaston-Bonhomme, Y. H. J. Chem. Eng. Data 1990, 35, 206-212. 3 De Cominges, B. E.; Piñeiro, M. M.; Mosteiro, L.; Mascato, E.; Mato, M. M.; Iglesias, T. P.; Legido, J. L. J. Therm. Anal. Cal. 2002, 70, 217-227. 4 Pereira, S. M.; Rivas, M. A.; Real, J. N.; Legido, J. L.; Iglesias, T. P. J. Chem. Eng. Data 2002, 47, 919-922. 5 Spiteri, W. L.; Letcher, T. M. Thermochim. Acta 1982, 59, 73-80. 6 Watson, E. P.; McLure, I. A.; Bennett, J. E.; Benson, G. C. J. Phys. Chem. 1965, 69, 2753-2758. 7 Postigo, M.; Canzonieri, S.; Mariano, A. J. Mol. Liq. 2008, 143, 115-118.
Reactivos y Equipos
17
2.1.2. Líquidos iónicos
Para la determinación experimental del ELL se han utilizado 4 líquidos iónicos:
etilsulfato de 1-etilpiridinio, [Epy][ESO4], metilsulfato de 1-butil-3-metilimidazolio,
[BMim][MSO4], bis{trifluorometilsulfonil}amida de 1-butil-3-metilimidazolio, [BMim][NTf2],
y bis{trifluorometilsulfonil}amida de 1-metil-3-propilimidazolio, [PMim][NTf2].
Los LI [Epy][ESO4] y [BMim][MSO4] han sido sintetizados en nuestro laboratorio
siguiendo el procedimiento experimental publicado por Gómez y col.1 y Pereiro y col.,2
respectivamente. Los LI [BMim][NTf2] y [PMim][NTf2] han sido suministrados por Iolitec con
una pureza superior al 99 %. Con el objetivo de eliminar los restos de disolventes y humedad,
todos los LI fueron sometidos a un proceso de secado a vacío (p = 2·10-1 Pa) a una temperatura
de 323,15 K durante 48 horas. El contenido en agua de los LI utilizados se ha determinado con
un equipo Karl Fischer modelo 787 (Figura 2.2.4.1.), obteniéndose un valor de fracción másica
de agua inferior a 710-4 para todos los LI.
Los líquidos iónicos han sido caracterizados por espectroscopía de resonancia
magnética nuclear de protón (1H-RMN) y almacenados en botellas bajo atmósfera inerte de
argón. Los espectros obtenidos para cada uno de los LI se presentan en el Anexo 1.
Para comprobar la pureza de los LI empleados en el trabajo experimental se han
medido las propiedades físicas de densidad e índice de refracción y se han comparado con los
datos encontrados en la bibliografía; esta comparación se muestra en la Tabla 2.1.2.1.
1 Gómez, E.; González, B.; Calvar, N.; Tojo, E.; Domínguez, A. J. Chem. Eng. Data 2006, 51, 2096-2102. 2 Pereiro, A. B.;Verdía, P.; Tojo, E.; Rodríguez, A. J. Chem. Eng. Data 2007, 52, 377-380.
Capítulo 2
18
Tabla 2.1.2.1. Comparación de las propiedades físicas de los líquidos iónicos con los datos de bibliografía a T = 298,15 K
Compuesto ρ/ (g·cm-3) nD Contenido en agua (% en
masa)
Exptl. Bibl. Exptl. Bibl. Exptl.
[Epy][ESO4] 1,25200 n.a 1,50525 n.a 0,07
[BMim][MSO4] 1,21260 1,212201 1,47792 1,479421 0,05
[BMim][NTf2] 1,43635 1,436582 1,42706 1,426922 0,04
[PMim][NTf2] 1,47444 1,475703 1,42545 n.a 0,03
Densidad, índice de refracción y velocidad del sonido
La caracterización de los LI es de vital importancia para determinar su uso en
diferentes procesos industriales, y por lo tanto se ha determinado de manera experimental la
densidad, el índice de refracción, nD, y la velocidad del sonido, u, a presión atmosférica y en
el rango de temperaturas comprendido entre 298,15 y 343,15 K, de todos los líquidos iónicos
utilizados en este trabajo; estos datos se presentan en la Tabla 2.1.2.2.
Para el ajuste de los datos de densidad, índice de refracción y velocidad del sonido en
función de la temperatura, se ha utilizado una ecuación polinómica como la que se muestra a
continuación:
X = A0+A1 T+A2 T2 2.1.2.1.
donde X es la propiedad física experimental (densidad, , índice de refracción, nD y velocidad
del sonido, u), A0, A1, A2 son los coeficientes de la ecuación polinómica y T es la temperatura.
1 Andreatta, A. E.; Arce, A.; Rodil, E.; Soto, A. J. Solution. Chem. 2010, 39, 371-383. 2 Pereiro, A. B.; Verdía, P.; Tojo, E.; Rodriguez, A. J. Chem.Eng. Data 2007, 52, 377-380. 3 Esperanca, J. M. S. S.; Visak, Z. P.; Plechkova, N. V.; Seddon, K. R.; Guedes, H. J. R.; Rebelo, L. P. N. J. Chem.Eng. Data 2006, 51, 2009-2015.
Reactivos y Equipos
19
Para expresar la correlación de la densidad y el índice de refracción de todos los LI
estudiados respecto a la temperatura se emplea la Ecuación 2.1.2.1. de primer orden; sin
embargo, el comportamiento de la velocidad del sonido de los cuatro LI en función de la
temperatura no es lineal, por lo que dichos valores se han ajustado a una ecuación polinómica
de segundo orden. Los parámetros de ajuste, A0, A1, y A2, junto con las correspondientes
desviaciones estándar, , se presentan en la Tabla 2.1.2.3. La desviación estándar viene dada
por la ecuación:
2/1
dat
n2
calcexp
n
dat
i
zz 2.1.2.2.
donde zexp y zcal es el valor de la propiedad experimental y calculada, respectivamente y ndat es
el número de datos experimentales.
En las Figuras 2.1.2.1.-2.1.2.3. se muestra la variación con la temperatura de la
densidad, , el índice de refracción, nD y la velocidad del sonido, u, respectivamente. Además
en las Figuras 2.1.2.4. y 2.1.2.5. se presenta la comparación de la variación de la densidad con
la temperatura de nuestros datos experimentales con los tomados de la bibliografía para los LI
[BMim][MSO4] y [BMim][NTf2]; para los LI [Epy][ESO4] y [PMim][NTf2] no se han encontrado
datos disponibles en la bibliografía.
Capítulo 2
20
Tabla 2.1.2.2. Datos experimentales de densidad, índice de refracción, nD y velocidad del sonido, u, de los líquidos iónicos en función de la temperatura a presión atmosférica
T ρ/ (g·cm-3) nD u / m·s-1
[Epy][ESO4]
298,15 1,25200 1,50525 1711,3
303,15 1,24872 1,50394 1699,3
308,15 1,24543 1,50258 1687,4
313,15 1,24213 1,50120 1676,2
318,15 1,23880 1,49976 1664,8
323,15 1,23562 1,49850 1653,5
328,15 1,23232 1,49720 1641,1
333,15 1,22911 1,49587 1630,0
338,15 1,22594 1,49454 1619,6
343,15 1,22270 1,49309 1608,7
[BMim][MSO4]
298,15 1,21260 1,47942 1662,7
303,15 1,20928 1,47812 1650,1
308,15 1,20596 1,47678 1637,8
313,15 1,20265 1,47545 1625,7
318,15 1,19935 1,47409 1613,7
323,15 1,19607 1,47276 1602,0
328,15 1,19279 1,47145 1590,5
333,15 1,18953 1,47013 1578,9
338,15 1,18628 1,46880 1567,5
343,15 1,18304 1,46747 1556,2
[BMim][NTf2]
298,15 1,43630 1,42668 1227,8
303,15 1,43152 1,42520 1216,7
308,15 1,42674 1,42372 1205,8
313,15 1,42195 1,42223 1196,0
318,15 1,41710 1,42071 1185,3
323,15 1,41138 1,41918 1174,8
328,15 1,40618 1,41769 1163,4
333,15 1,40100 1,41623 1153,1
338,15 1,39550 1,41470 1142,7
343,15 1,38897 1,41324 1132,6
Reactivos y Equipos
21
Tabla 2.1.2.2. Continuación
T ρ/ (g·cm-3) nD u / m·s-1
[PMim][NTf2]
298,15 1,47444 1,42525 1232,3
303,15 1,46950 1,42378 1221,9
308,15 1,46458 1,42224 1210,5
313,15 1,45967 1,42076 1199,5
318,15 1,45478 1,41926 1188,6
323,15 1,44991 1,41776 1178,4
328,15 1,44506 1,41625 1168,6
333,15 1,44023 1,41479 1157,3
338,15 1,43542 1,41334 1147,7
343,15 1,43062 1,41185 1137,9
Tabla 2.1.2.3. Parámetros de correlación A0, A1, A2 (Ecuación 2.1.2.1.) y desviación estándar, para la densidad, el índice de refracción, nD y la velocidad del sonido, u, de los líquidos iónicos en función de la temperatura
g·cm-3
Líquido iónico A0 / (g·cm-3) A1 / (g·cm-3·K-1) A2 / (g·cm-3·K-2)
[Epy][ESO4] 1,4461 -6,514·10-4 4,94·10-5
[BMim][MSO4] 1,4084 -2,659·10-4 3,49·10-5
[BMim][NTf2] 1,7476 -1,042·10-3 3,80·10-4
[PMim][NTf2] 1,7646 -9,738·10-4 4,63·10-5
nD
A0 A1 A2
[Epy][ESO4] 1,5850 -2,692·10-4 3,26·10-5
[BMim][MSO4] 1,5587 -2,659·10-4 4,37·10-5
[BMim][NTf2] 1,5160 -2,995·10-4 1,53·10-5
[PMim][NTf2] 1,5141 -2,981·10-4 1,88·10-5
u / m·s-1
Líquido iónico A0 / (m·s-1) A1 / (m·s-1·K-1) A2 / (m·s-1·K-2)
[Epy][ESO4] 2610,26 -3,649 0,0021 1·10-3
[BMim][MSO4] 2706,38 -4,496 0,0033 2·10-4
[BMim][NTf2] 1886,57 -2,303 0,0003 3·10-4
[PMim][NTf2] 2140,21 -3,859 0,0027 2·10-4
Capítulo 2
22
Figura 2.1.2.1. Densidad experimental de los líquidos iónicos en función de la temperatura: (●) [Epy][ESO4] ; (■) [BMim][MSO4]; (▲) [BMim][NTf2]; (♦) [PMim][NTf2], las líneas corresponden al ajuste de los datos mediante la Ecuación 2.1.2.1.
Figura 2.1.2.2. Índice de refracción de los LI en función de la temperatura: (●) [Epy][ESO4] ; (■) [BMim][MSO4]; (▲) [BMim][NTf2]; (♦) [PMim][NTf2], las líneas corresponden al ajuste de los datos mediante la Ecuación 2.1.2.1.
T / K
290 300 310 320 330 340 350
g
·cm
-3)
1,2
1,3
1,4
1,5
T / K
290 300 310 320 330 340 350
n D
1,42
1,46
1,48
1,50
1,52
Reactivos y Equipos
23
Figura 2.1.2.3. Velocidad del sonido de los LI en función de la temperatura: (●) [Epy][ESO4] ; (■) [BMim][MSO4]; (▲) [BMim][NTf2]; (♦) [PMim][NTf2], las líneas corresponden al ajuste de los datos mediante la Ecuación 2.1.2.1.
Figura 2.1.2.4. Comparación de los datos experimentales, (■) y los tomados de la bibliografía, (□ ) Navia y col.1; () Fernández y col.2; (○) Pereiro y col.3 para la densidad del [BMim][MSO4]
1 Navia, P.; Troncoso, J.; Romani, L. J. Chem. Eng. Data 2007, 52, 1369. 2 Fernández, A.; Torrecilla, J.S.; García, J.; Rodríguez, F. J. Chem. Eng. Data 2007, 52, 1979. 3 Pereiro, A.B.; Verdia, P.; Tojo, E.; Rodríguez, A. J. Chem. Eng. Data 2007, 52, 377.
T / K
290 300 310 320 330 340 350
u /
(m·s
-1)
1200
1600
1800
T / K
290 300 310 320 330 340 350
g
·cm
-3)
1,18
1,19
1,20
1,21
1,22
Capítulo 2
24
Figura 2.1.2.5. Comparación de los datos experimentales, (▲) y los tomados en bibliografía, (□ ) Gomes de Azevedo y col.1; () Nieto de Castro y col.2; (○) Jacquemin y col.3 para la densidad del [BMim][NTf2]
Como se puede observar en la Figura 2.1.2.1., las densidades decrecen linealmente
para todos los LI cuando aumenta la temperatura en el rango estudiado. En esta figura se
muestra que entre los LI que contienen el anión alquilsulfato, el LI con catión piridinio tiene
mayor densidad que el LI con catión imidazolio. Además, si se aumenta la longitud de la
cadena alifática del catión, la densidad disminuye, es decir, el [PMim][NTf2] tiene mayor
densidad que el [BMim][NTf2]. En cuanto a la influencia de la naturaleza del anión en la
densidad se puede observar que el LI que contiene el anión [NTf2]- presenta una densidad
mucho mayor que el que contiene el anión [MSO4]-.
La dependencia del índice de refracción con la temperatura se muestra en la Figura
2.1.2.2., donde se muestra que al aumentar la longitud de la cadena alifática del catión el
1 Gomes de Azevedo, R.; Esperança, J.M.S.S.; Szydlowski, J.; Visak, Z.P.; Pires, P.F.; Guedes, H.J.R.; Rebelo, L.P.N. J. Chem. Thermodyn. 2005, 37, 888-899. 2 Nieto de Castro, C.A.; Langa, E.;. Morais, A. L.; Matos Lopes, M. L.; Lourenço, M. J.V.; Santos, F. J.V. M.; Santos, S. C.S.; Canongia Lopes, J. N.; Veiga, H. I.M.; Macatrão, M.; Esperança, J. M.S.S.; Marques, C. S.; Rebelo, L. P.N.; Afonso C. A.M. Fluid Phase Equilibr. 2012, 315, 46-52. 3 Jacquemin, J.; Husson, P.; Mayer,V.; Cibulka, I. J. Chem. Eng. Data 2007, 52, 2204-2211.
T / K
290 300 310 320 330 340 350
g
·cm
-3)
1,38
1,40
1,42
1,44
1,46
Reactivos y Equipos
25
índice de refracción prácticamente no varía. En cambio, al modificar el anión del LI se observa
una variación significativa en el índice de refracción, y al contrario de lo que ocurre con la
densidad, el LI que contiene el anión [MSO4]- presenta un índice de refracción mayor que el LI
que contiene el anión [NTf2]-.
Como se muestra en la Tabla 2.1.2.3. y en la Figura 2.1.2.3. la dependencia de la
velocidad del sonido con la temperatura se ajusta a una ecuación de segundo orden. Del
mismo modo que ocurre con el índice de refracción se observa que al aumentar la longitud de
la cadena alifática del catión, la velocidad del sonido prácticamente no varía y sí lo hace de
forma significativa al modificar el anión del LI, siendo mayor para el LI que contiene el anión
[MSO4]-.
Las Figuras 2.1.2.4 y 2.1.2.5. muestran la variación de la densidad con la temperatura
de los datos experimentales determinados en este trabajo y los encontrados en la bibliografía
para [BMim][MSO4] y [BMim][NTf2], respectivamente; para los líquidos iónicos [Epy][ESO4] y
[PMim][NTf2] no existen datos disponibles. Los datos experimentales determinados muestran
una buena concordancia con los encontrados en bibliografía, exceptuando los datos
publicados por Navia y col.1 para [BMim][MSO4], cuyas diferencias pueden ser debidas a
pequeñas trazas de impurezas o a pequeñas cantidades de agua que contengan los líquidos
iónicos.
2.2. Equipos utilizados
En esta sección se describen los equipos utilizados en la preparación de las muestras y
la determinación experimental de las propiedades físicas (densidad, velocidad del sonido e
índice de refracción) de los compuestos puros y de las mezclas binarias y ternarias utilizadas
en la determinación del ELL.
1 Navia, P.; Troncoso, J.; Romani, L. J. Chem. Eng. Data 2007, 52, 1369.
Capítulo 2
26
2.2.1. Medida de la densidad
La densidad de los componentes puros, y de las fases en equilibrio se ha determinado
con un densímetro de tubo vibrante Anton Paar, modelo DSA-5000 (Figura 2.2.1.1.). Este
densímetro determina la densidad de líquidos y gases por medida electrónica del período de
oscilación.
El funcionamiento de este densímetro, de
oscilación mecánica, está basado en el cambio de
frecuencia natural de vibración de un oscilador
hueco cuando se llena de un líquido o un gas. El
sistema está formado por un tubo en forma de U
que oscila mediante un dispositivo controlado
electrónicamente. Las secciones rectas del tubo
forman el llamado resorte del oscilador. La dirección de oscilación es perpendicular al plano
del tubo y el volumen de muestra está limitado por unas marcas fijas en el mismo (Figura
2.2.1.2.). La temperatura se ajusta a un valor constante y su funcionamiento isotérmico se
consigue mediante dos termostatos tipo Pt-100 incorporados al equipo. La densidad se calcula
a partir del período de oscilación de un cuerpo hueco de masa, M, y volumen, V, suspendido
de un resorte con constante k que se llena con una muestra líquida de densidad desconocida.
El período de oscilación, , del sistema es:
21
k
M2
V
τ 2.2.1.1.
A partir de esta expresión, despejando el término de la densidad, ρ, se puede observar
la dependencia entre estas magnitudes:
Vτ
V
M -
4
k 2
2
2.2.1.2.
Figura 2.2.1.1. Densímetro Anton Paar, modelo DSA-5000
Reactivos y Equipos
27
termostato Peltier
celda de velocidad del sonido
celda de densidad
aislante
La densidad de la muestra, ρ, se determina por la expresión:
A·Q2·f1 - B + f2 2.2.1.3.
donde A y B son las constantes de calibrado; Q es el cociente entre el periodo de oscilación del
tubo en U y el periodo de oscilación del oscilador de referencia y f1 y f2 son términos de
corrección de la temperatura, la viscosidad y la no linealidad.
Como sustancias para el calibrado se ha utilizado
agua de calidad "mili Q" y aire.
Debido a la alta resolución del equipo de medida
es muy importante la limpieza del mismo. A causa de su
forma en U, se deben prevenir posibles depósitos en las
paredes del capilar, que modificarían las medidas. Para
ello, después de cada medida, se limpia el densímetro con
etanol y acetona. El secado se lleva a cabo con aire
filtrado a través de una placa de vidrio sinterizado. Este
proceso se repite tantas veces como sea necesario hasta
obtener la densidad del aire atmosférico, lo que indica con gran fiabilidad la repetitividad en
las condiciones de medida.
La datos de exactitud y precisión alcanzados con este equipo en la determinación de la
densidad son 5·10-6 gcm-3 y 1·10-6 gcm-3, respectivamente. La incertidumbre en la
medida de la densidad es 3·10-5 gcm-3
El equipo corrige automáticamente la influencia de la viscosidad en la medida de la
densidad.
Figura 2.2.1.2. Funcionamiento del densímetro
Capítulo 2
28
2.2.2. Medida de la velocidad del sonido
La velocidad del sonido de las sustancias puras se ha determinado con el densímetro
Anton Paar, modelo DSA-5000 (Figura 2.2.1.1.). A continuación, se indica el principio de
medida en el que se basa este equipo.
La medida de la velocidad de propagación del sonido está basada en la resonancia de
una cavidad de longitud conocida llena de fluido cuando es atravesada por pulsos ultrasónicos
en la dirección del eje de la cavidad. Estos pulsos son longitudinales y, por tanto, los cambios
en el volumen que tienen lugar bajo su influencia son adiabáticos. La celda de medida de la
velocidad del sonido consiste en una cavidad, limitada por un receptor y un transmisor de
pulsos ultrasónicos, que está situada encima del tubo en forma de U, donde se realiza la
determinación experimental de la densidad.
La velocidad del sonido se calcula a partir del periodo de oscilación de la celda de
medida utilizando la siguiente expresión:
3S
-5
f A512
L101,61
τ
Tu 2.2.2.1.
donde L es la longitud de la celda de medida de la velocidad del sonido, T es la temperatura, S
es el periodo de oscilación de la medida de la velocidad del sonido, A es la constante del
aparato para la velocidad del sonido y f3 es un término de corrección para la temperatura.
Los datos de exactitud y precisión alcanzados con este equipo en la determinación de
la velocidad del sonido son 0,2 ms-1 y 0,1 ms-1, respectivamente. La incertidumbre en la
medida de la velocidad de sonido es 0,3 ms-1.
Reactivos y Equipos
29
2.2.3. Medida del índice de refracción
La medida del índice de refracción de todas las
muestras estudiadas se ha realizado con un refractómetro
digital automático, modelo ABBEMAT-WR Dr. Kernchen.
Esta unidad está provista de un termostato Peltier que
mide la temperatura de la muestra en un rango
comprendido entre 383,15 y 343,15 K con una precisión
de 0,03 K y una estabilidad de 0,02 K. El rango de
medida de este equipo está situado entre 1,300000 y 1,720000, su exactitud es 1·10-6, su
precisión es 1·10-6 y la incertidumbre en la medida es 1·10-5.
El refractómetro consta de una unidad de medida formada por un prisma de zafiro
sintético altamente resistente a los golpes y a la corrosión. La visualización de los datos
experimentales se realiza a través de un ordenador conectado a la unidad de medida (Figura
2.2.3.1.).
Para el calibrado del refractómetro se han utilizado, como fluidos de referencia, agua
de calidad “Mili Q” y tetracloroetileno purís suministrado por Merck. Además, al igual que
sucede con el resto de equipos, la calibración del equipo se comprueba diariamente.
2.2.4. Medida del contenido en agua
El contenido en agua de los compuestos utilizados en esta
tesis ha sido determinado con un valorador Karl Fischer 787
Titrino conectado a un agitador magnético, modelo Ti Stand 703.
Este equipo permite determinar cantidades de agua a partir de los
100 ppm. Como reactivo se ha utilizado Hydranal-Composite 5
(Figura 2.2.4.1.).
Figura 2.2.3.1. Refractómetro ABBEMAT-WR
Figura 2.2.4.1. Karl Fischer 787
Capítulo 2
30
2.2.5. Preparación de las muestras
La preparación de todas las muestras utilizadas en la parte
experimental de esta tesis se ha llevado a cabo por pesada. La
balanza utilizada ha sido una Mettler-Toledo, modelo AX-205
Delta Range con una precisión de 1·10-5 g (Figura 2.2.5.1.). La
incertidumbre en la medida de la masa es 3·10-4 g.
Figura 2.2.5.1. Balanza Mettler AX-205 Delta-Range
Equilibrio líquido-líquido
33
3. EQUILIBRIO LÍQUIDO-LÍQUIDO
El objetivo de esta tesis es el estudio de la aplicación de los líquidos iónicos (LI) como
disolventes en la extracción líquido-líquido de hidrocarburos aromáticos de hidrocarburos
alifáticos, tanto lineales como cíclicos. Para ello se ha determinado experimentalmente el
equilibrio líquido-líquido (ELL) de 71 sistemas ternarios hidrocarburo alifático + hidrocarburo
aromático + líquido iónico a la temperatura de 298,15 K y presión atmosférica. Con el fin de
estudiar la influencia de la temperatura en el ELL, cuatro de estos sistemas se han estudiado
también a la temperatura de 283,15 K. En la Tabla 3.1 se presentan todos los sistemas
ternarios estudiados en este trabajo.
Con el objetivo de estudiar la influencia de la estructura de los hidrocarburos en el
ELL, las mezclas a separar contienen diferentes compuestos aromáticos: benceno, tolueno y
etilbenceno, y diferentes hidrocarburos alifáticos: alcanos (hexano, heptano, octano, nonano),
cicloalcanos (ciclohexano, ciclooctano, metilciclohexano) y ciclohexeno.
El estudio se ha comenzado utilizando el LI etilsulfato de 1-etilpiridinio, [Epy][ESO4],
en la separación de benceno de los hidrocarburos alifáticos mencionados anteriormente.
Con el objeto de analizar la influencia de la estructura del líquido iónico, tanto de la
variación del anión [MSO4]-, [NTf2]-, como de la longitud de la cadena alquílica del catión
[BMim]+, [PMim]+, se ha determinado el equilibrio líquido-líquido de los sistemas
Capítulo 3
34
hidrocarburo aromático + hidrocarburo alifático + LI utilizando como disolventes los líquidos
iónicos: metilsulfato de 1-butil-3-metilimidazolio, [BMim][MSO4],
bis{trifluorometilsulfonil}amida de 1-butil-3-metilmidazolio, [BMim][NTf2], y
bis{trifluorometilsulfonil}amida de 1-metil-3-propilimidazolio, [PMim][NTf2].
Para evaluar la capacidad de los LI como disolventes en la extracción líquido-líquido,
se han determinado, la selectividad, S, y el coeficiente de distribución, a partir de las fases
conjugadas en el equilibrio. Estos parámetros permiten comparar la capacidad de extracción
de los diferentes LI con la de los disolventes orgánicos convencionales.
La fiabilidad de los datos experimentales obtenidos en la determinación del ELL ha sido
confirmada mediante las ecuaciones de Othmer-Tobias1 y Hand.2 Todos los sistemas ternarios
estudiados han sido correlacionados con el modelo termodinámico Non-Random Two-Liquid
(NRTL)3, y los sistemas ternarios con los LI [BMim][MSO4] y [BMim][NTf2] también han sido
correlacionados con el modelo termodinamico UNIversal QUAsi-Chemical (UNIQUAC)4. Los
sistemas que contienen los LI [Epy][ESO4] y [PMim][NTf2] no se han correlacionado con el
modelo UNIQUAC, ya que los parámetros estructurales ri y qi de estos LI no están disponibles
en la bibliografía.
1 Othmer, D. F.; Tobias, P. E. Ind. Eng. Chem. 1942, 34, 693-696. 2 Hand, D. B. J. Phys. Chem. 1930, 1961-2000. 3 Renon, H.; Prausnitz, J. M. AIChE J. 1968, 14, 135-144 4 Abrams, D. S.; Prausnitz, J. M. AIChE J. 1975, 21, 116-128.
Equilibrio líquido-líquido
35
Tabla 3.1. Sistemas ternarios estudiados
Benceno Tolueno Etilbenceno
[Ep
y][E
SO4]
Hexano ■ Heptano ■ Octano ■ Nonano ■ Ciclohexano ■ Ciclooctano ■ Metilciclohexano ■ Ciclohexeno ■
[BM
im][
MS
O4]
Hexano ■ ■ ■ Heptano ■ ■ Octano ■ ■ Nonano ■ ■ Ciclohexano ■ ■ ■ Ciclooctano ■ ■ ■ Metilciclohexano ■ ■ ■ Ciclohexeno ■ ■ ■
[BM
im][
NT
f 2]
Hexano ■ ■ ■ Heptano ■ ■ ■ Octano ■ ■ ■ Nonano ■ ■ ■ Ciclohexano ■ ■ ■ Ciclooctano ■ ■ ■ Metilciclohexano ■ ■ ■
[PM
im][
NT
f 2]
Hexano ■ ■ ■ Heptano ■ ■ ■ Octano ■ ■ ■ Nonano ■ ■ ■ Ciclohexano ■ ■ ■ Ciclooctano ■ ■ ■ Metilciclohexano ■ ■ ■
■ Sistemas estudiados a las T de 283,15 y 298,15 K
3.1. Estudio teórico
3.1.1. Condición de equilibrio
Uno de los objetivos de la termodinámica es el desarrollo de expresiones que
establezcan las condiciones del equilibrio de un sistema. De manera rigurosa, el equilibrio se
puede establecer en función de propiedades termodinámicas extensivas como la energía
interna, la entalpía, la energía de Helmholtz y la energía de Gibbs. La condición necesaria y
Capítulo 3
36
suficiente para que un sistema cerrado, multicomponente y heterogéneo se encuentre en
equilibrio es que, a presión y temperatura constantes, la energía de Gibbs total sea mínima.
Según esto, cualquier variación infinitesimal de la composición, que tenga lugar en el
equilibrio a presión y temperatura constantes, no origina cambios estables en la energía de
Gibbs total del sistema:
0 p,TdG 3.1.1.1.
Normalmente, resulta más práctico expresar el equilibrio utilizando magnitudes
intensivas como la presión, la temperatura y los potenciales químicos. Así, teniendo en cuenta
que para un sistema de N componentes la energía interna es también función del número de
moles de los distintos componentes presentes y que la energía de Gibbs está relacionada con la
energía interna, partiendo de la Ecuación 3.1.1.1 podemos obtener un criterio general para el
equilibrio entre fases, a presión y temperatura constantes, que se puede formular del modo
siguiente:
mi
IIi
Ii ... (i = 1, 2, ..., N) 3.1.1.2.
donde Ii , II
i , …, mi son los potenciales químicos del componente i en las fases I, II, ..., m y
N es el número de componentes de la mezcla.
Es decir, para un sistema de m fases que se encuentran a la misma T y p, la condición
de equilibrio se satisface cuando el potencial químico de cada especie es el mismo en todas las
fases. La Ecuación 3.1.1.2 no se suele aplicar de forma directa y, habitualmente, el potencial
químico se expresa en términos de alguna función termodinámica relacionada con las
magnitudes medibles experimentalmente, como puede ser la fugacidad;
La fugacidad del componente i en una fase m, mif , está directamente relacionada con
su potencial químico mediante la ecuación:
C lnR mi
mmi fT 3.1.1.3.
siendo R la constante universal de los gases; T la temperatura absoluta y C el parámetro
dependiente de la temperatura y de la naturaleza del componente.
Equilibrio líquido-líquido
37
A partir de las Ecuaciones 3.1.1.2 y 3.1.1.3, y admitiendo el equilibrio térmico, se
deduce una nueva formulación del criterio de equilibrio en función de las fugacidades.
mi
IIi
Ii ... fff (i = 1, 2, ..., N) 3.1.1.4.
Este último criterio para el equilibrio de fases requiere que, para que un sistema de m
fases a la misma T y p se encuentre en equilibrio, la fugacidad de cada componente debe ser la
misma en todas las fases. Por lo tanto, el estado de equilibrio para un sistema formado por dos
fases líquidas, I y II, se puede expresar como:
IIi
Ii ff (i = 1, 2, ..., N) 3.1.1.5.
donde Iif y II
if son los coeficientes de fugacidad del componente i en las fases líquidas I y II;
respectivamente, y N el número de componentes de la mezcla. Para los sistemas reales, la
fugacidad para las fases líquidas se define en función del coeficiente de actividad de cada
componente como:
oi
Ii
Ii
Ii fxf 3.1.1.6.
donde Iif es el coeficiente de fugacidad del componente i en la fase líquida I; I
i es el
coeficiente de actividad del componente i en la fase líquida I, Iix es la fracción molar del
componente i en la fase líquida I; y oif es la fugacidad de referencia del componente i. En
consecuencia, para los sistemas reales de dos fases líquidas, el criterio de equilibrio vendrá
dado por la ecuación:
IIi
IIi
Ii
Ii xx 3.1.1.7.
donde Ii y II
i son los coeficientes de actividad del componente i en las fases líquidas I y II;
respectivamente, y Iix y II
ix representan a la fracción molar del componente i en las fases
líquidas I y II, respectivamente.
El coeficiente de actividad informa de la desviación con respecto a la idealidad que
presenta una mezcla líquida real y se relaciona directamente con la energía libre de Gibbs de
exceso mediante la ecuación:
N
1ii
E lnnRΔ iTG 3.1.1.8.
Capítulo 3
38
Si expresamos la energía libre de Gibbs de exceso como función de la temperatura y la
composición, obtenemos la siguiente expresión:
i)j(jn,,i
E
nlnR
pT
i
GT 3.1.1.9.
El problema se centra en encontrar ecuaciones que representen los coeficientes de
actividad como función de la composición y de la temperatura. Para resolver esta disyuntiva
han surgido, en los últimos años, diferentes modelos termodinámicos teóricos o semiempíricos
que permiten calcular los coeficientes de actividad de mezclas líquidas.
3.1.2. Modelos termodinámicos
Los modelos de correlación de datos experimentales son de gran utilidad en el campo
de la Ingeniería Química, ya que permiten describir el comportamiento de los sistemas y
simular los procesos a partir de un número de datos relativamente pequeño.
Los modelos con base termodinámica se consideran el grupo más importante para la
correlación de datos de ELL. Estos modelos pueden ser ecuaciones de estado o bien modelos
basados en los coeficientes de actividad y pueden emplearse tanto para interpolar como para
extrapolar nuevos datos de equilibrio. Dentro de este grupo, inicialmente se desarrollaron
modelos que sólo consideraban las interacciones entre moléculas (término entálpico de la
ecuación de Gibbs) y suponían una distribución aleatoria perfecta (SE = 0). Estos modelos
expresaban la energía libre de Gibbs como función exclusivamente de la composición y de los
parámetros de ajuste. Las ecuaciones basadas en estas suposiciones son, entre otras, las de Van
Laar1 o Redlich y Kister.2
1 Van Laar, J. J. Z. Phys. Chem. 1910, 72, 723-751. 2 Redlich, O.; Kister, A. T. Ind. Eng. Chem. 1948, 40, 345-348.
Equilibrio líquido-líquido
39
La ecuación de Wilson1 es la primera de una serie de ecuaciones semiempíricas,
basadas en el concepto de composición local, que tiene en cuenta los efectos de las diferencias
de tamaño y fuerzas de atracción de las distintas moléculas y supone que la concentración de
moléculas de tipo A alrededor de las moléculas de tipo B no es la misma que viceversa, con lo
que la composición total de la mezcla no será totalmente homogénea, tal y como sugiere el
concepto clásico de composición global. Se trata de una ecuación muy sencilla, con sólo dos
parámetros, y que ha recibido gran aceptación debido a su capacidad de correlacionar
sistemas miscibles no ideales. En una actualización posterior, Wilson agrega un tercer
parámetro a su ecuación para poder aplicarla a sistemas en los que la fase líquida está
compuesta por dos líquidos inmiscibles, pero la ecuación que resulta no da buenos resultados
en sistemas multicomponentes, lo que impulsó la investigación y profundización de nuevas
herramientas capaces de correlacionar este tipo de sistemas. En este sentido surgen, entre
otras, las ecuaciones NRTL2 y UNIQUAC3 que, manteniendo la simplicidad de la ecuación de
Wilson, permiten trabajar con mezclas multicomponentes formadas por líquidos inmiscibles y
al mismo tiempo proveer de una base teórica más sólida a los cálculos para sistemas
multicomponentes. Todos estos modelos precisan de un procedimiento de optimización en la
determinación de los parámetros que correlacionan el conjunto de datos experimentales.
A continuación, se presentan las bases y las ecuaciones de los modelos NRTL y
UNIQUAC usados en este trabajo para la correlación de los datos experimentales del ELL.
Ecuación NRTL (Non Random Two Liquids)
A partir del modelo de dos fluidos de Scott4 y basándose en el modelo de Wilson de
composición local, Renon y Prausnitz2 postularon el modelo NRTL, que acepta la no-
aleatoriedad de la distribución de las moléculas de una solución, es decir, que la situación de
1 Wilson, G. M. Amer. Chem. Soc. 1964, 86, 127-130. 2 Renon, H.; Prausnitz, J. M. AIChE J. 1968, 14, 135-144. 3 Abrams, D. S.; Prausnitz, J. M. AIChE J. 1975, 21, 116-128. 4 Scott, R. L. J. Chem. Phys. 1956, 25, 193-205.
Capítulo 3
40
aquéllas está “semiarreglada”. A nivel macroscópico, las propiedades críticas efectivas se
calculan de la misma forma. La principal diferencia entre la ecuación de Wilson y la de NRTL
reside en que la primera se basa en una fracción de volumen para expresar la concentración
local, mientras la ecuación de NRTL se basa en la fracción molar de la especie considerada. El
modelo de NRTL introduce un nuevo parámetro ij, llamado de no-aleatoriedad, que
representa la tendencia de las moléculas de los componentes i y j a no mezclarse de forma
aleatoria (para el caso en que ij = 0 la mezcla se considera totalmente aleatoria). En la
aplicación de este modelo, los autores sugieren valores de que oscilan entre 0,2 y 0,47 en
función del tipo de compuestos presentes en la mezcla; sin embargo, en esta memoria es
considerado como un parámetro de ajuste más, sin significado físico, y para su obtención se
realizan pruebas variando su valor entre 0,05 y 0,3 hasta obtener el mejor ajuste. Para la
mayoría de los sistemas estudiados en esta tesis y otros encontrados en la bibliografía, los
mejores ajustes se obtienen con valores de menores a los indicados anteriormente.1,2,3,4
Las expresiones correspondientes a los coeficientes de actividad con el modelo NRTL
para un sistema con N componentes son:
N
1jN
1kkkj
N
1kkjkjk
ijN
1kkkj
ijj
N
1kkki
N
1jjjiji
ilnxG
Gτx
xG
Gx
xG
xGτ
γ 3.1.2.1.
donde:
jijiji exp G ji = ij 3.1.2.2.
T
g
R
jiji 3.1.2.3.
y donde ijjiji ggg es el parámetro de interacción energética, obtenido por ajuste de los
datos experimentales.
1 Meindersma, G. W.; Podt, A.; Hann, A. B. J. Chem. Eng. Data 2006, 51, 1814-1819. 2 Domanska, U.; Pobudkowska, A.; Zolek-Tryznowska, Z. J. Chem. Eng. Data 2007, 52, 2345-2349. 3 García, J.; Fernández, A.; Torrecilla, J. S.; Olier, M.; Rodríguez, F. J. Chem. Eng. Data 2010, 55, 258-261. 4 Wang, R.; Wang, J.; Meng, H.; Li, C.; Wang, Z. J. Chem. Eng. Data 2008, 53, 1159-1162.
Equilibrio líquido-líquido
41
Ecuación UNIQUAC (Universal QUAsiChemical)
La ecuación de UNIQUAC surge como un intento de hallar un modelo que,
combinando las ventajas de NRTL con la simplicidad de la ecuación de Wilson, presente una
base teórica más sólida en lo referente al cálculo en sistemas multicomponentes. Este modelo
fue formulado originalmente por Abrams y Prausnitz1 e introduce el concepto de composición
local dentro del modelo de red en su aproximación cuasiquímica. El modelo permite
representar moléculas que difieren apreciablemente en tamaño y forma, a la vez que tiene en
cuenta los efectos de las diferencias de polaridad. Se mantiene el concepto de composición
local empleado en los modelos de Wilson y NRTL, pero usa la fracción local de área, i, como
variable primaria de la concentración, en vez de usar la fracción local de volumen o una
fracción local molar. Esta ecuación permite obtener una expresión semiteórica para la energía
de Gibbs molar de exceso mediante una generalización de la teoría de Guggenheim2 para
mezclas que contienen moléculas de diferente tamaño y forma.
En una mezcla líquida de N componentes, la ecuación de correlación del modelo
UNIQUAC, para el cálculo del coeficiente de actividad del componente i en la mezcla, está
formada por una parte combinatorial y otra residual, y viene dada por la expresión:
resicombii lnlnln 3.1.2.4.
La parte combinatorial, combiln , describe las interacciones entre moléculas del
mismo tipo, pero de diferentes tamaños y formas, y depende de las propiedades de los
componente puros. Este término se expresa como:
N
1jjj
i
ii
i
ii
i
icombi - ln
2
z ln ln lx
xlq
x
3.1.2.5.
donde el término li se define como una función de la superficie externa de la molécula y los
segmentos de enlace:
1 Abrams, D. S.; Prausnitz, J. M. AIChE J. 1975, 21, 116-128. 2 Guggenheim, E. A. Mixtures. Clanderon Press, Oxford. 1952.
Capítulo 3
42
)1()(2
ziiii rqrl 3.1.2.6.
en donde el índice de coordinación, z, es igual a 10.
La parte correspondiente al término residual, resiln , se refiere a las interacciones
de la molécula i con el resto de las moléculas de distinta naturaleza química presentes en la
mezcla y, por lo tanto, depende de las propiedades de mezcla. El término residual se define
como:
- ln - 1 lnN
1jk
kjk
ijj
jjijiresi
q 3.1.2.7.
Las expresiones para el parámetro de energía, ij, la fracción de volumen, i, y la
fracción de área, i, vienen dadas por las siguientes expresiones:
RT
u
RT
uu ijiijiji expexp 3.1.2.8.
jjj
iii
xq
xq
jjj
iii
xr
xr 3.1.2.9.
donde uij y uji son los parámetros energéticos de ajuste, y ri y qi son los parámetros
estructurales de volumen y área moleculares de Van der Waals, respectivamente.
La ecuación de UNIQUAC presenta la ventaja de su flexibilidad, ya que puede ser
aplicable a mezclas con componentes de tamaños moleculares muy diferentes; sin embargo,
presenta el inconveniente de que los parámetros estructurales ri y qi no siempre son conocidos.
Equilibrio líquido-líquido
43
3.1.3. Correlación del ELL con líquidos iónicos
En la actualidad, son numerosos los autores que utilizan los modelos NRTL1 y
UNIQUAC2 para correlacionar los datos de ELLde sistemas que contienen LI. Aunque en un
principio estos modelos han sido desarrollados para su aplicación en sistemas de mezclas que
contienen no electrolitos, Aznar,3 en el año 2007, aplicó el modelo original de NRTL en la
correlación de 24 sistemas ternarios de diferentes mezclas de compuestos orgánicos con LI
Santiago y col.4, en el año 2009, aplicaron el modelo UNIQUAC a 50 sistemas ternarios con 20
líquidos iónicos diferentes, obteniéndose resultados muy satisfactorios en ambos casos.
En este trabajo todos los sistemas estudiados han sido correlacionados con el modelo
NRTL; sin embargo, sólo los sistemas ternarios con los LI [BMim][MSO4] y [BMim][NTf2] han
sido correlacionados con el modelo UNIQUAC ya que, como se ha mencionado anteriormente,
para el tratamiento de datos con el modelo termodinámico UNIQUAC es necesario conocer los
parámetros estructurales ri y qi de cada componente y para los LI [Epy][ESO4] y [PMim][NTf2]
dichos parámetros no están disponibles en la bibliografía. Normalmente, los parámetros
estructurales del modelo UNIQUAC para los LI son calculados usando el método propuesto por
Bondi;5. en este trabajo se han utilizado para [BMim][NTf2] los parámetros calculados por Kato
y Gmehling6 usando este método. Los ri y qi para el LI [BMim][MSO4] han sido calculados por
Santiago y col.,7 quienes optimizan las estructuras de los compuestos con la teoría de la
densidad funcional (DFT) y estiman el área molecular y la superficie de LI a través del modelo
de proceso continuo polarizable, usando el algoritmo (GEPOL). En la Tabla 3.1.3.1. se
presentan los parámetros estructurales para cada componente.
1 Renon, H.; Prausnitz, J. M. AIChE J. 1968, 14, 135-144. 2 Abrams, D. S.; Prausnitz, J. M. AIChE J. 1975, 21, 116-128. 3 Aznar, M. Braz. J. Chem. Eng. 2007, 24, 143-149. 4 Santiago, R. S.; Santos, G. R.; Aznar, M. Fluid Phase Equilibr. 2009, 278, 54-61. 5 Bondi, A. Physical Properties of Molecular Crystals, Liquids and Glasses: Wiley: New York, 1968. 6 Kato, R; Gmehling, J. Fluid Phase Equilibr. 2005, 231, 38-43. 7 Santiago, R. S.; Santos, G. R.; Aznar, M. Fluid Phase Equilibr. 2010, 293, 66-72.
Capítulo 3
44
Todos los sistemas estudiados, independientemente del modelo utilizado, han sido
correlacionados utilizando el simulador de procesos Hyprotech Distil 5.0. Los parámetros de
ajuste en la correlación de los sistemas ternarios se consideran independientes de la
temperatura y se definen de acuerdo a la Ecuación 3.1.2.3., para el modelo NRTL, y la
Ecuación 3.1.2.8. para el modelo UNIQUAC.
En el proceso de minimización de los parámetros de ajuste se utilizó como función
objetivo la siguiente expresión:
M
1i
2calc II,2i
II2i
2calc II,1i
II1i
M
1i
2calc I,2i
I2i
2calc I,1i
I1i
F.O.
xxxx
xxxx
3.1.3.1.
donde I1ix , I
2ix , II1ix , II
2ix y calc I,1ix , calc I,
2ix , calc II,1ix , calc II,
2ix son las fracciones molares
experimentales y calculadas, respectivamente. Las desviaciones en la correlación del ELL han
sido calculadas a partir de la desviación cuadrática media de la composición, x, y el error
medio del coeficiente de distribución, ∆, de acuerdo con las siguientes ecuaciones:
MN2
100
M
i
21N
j
calcII,ij
IIij
2calcI,ij
Iij
xxxx
x 3.1.3.2.
2
k
calckk
M
kM
1100
3.1.3.3.
donde I y II representan las fases en equilibrio, M es el número de rectas de reparto y N el
número de componentes.
Equilibrio líquido-líquido
45
Tabla 3.1.3.1. Parámetros estructurales de volumen, ri, y área, qi, moleculares de Van der Waals
componentes ri qi
Hexano 4,500 3,856
Heptano 5,174 4,396
Octano 5,845 4,936
Nonano 6,523 5,476
Ciclohexano 4,046 3,240
Ciclooctano 5,395 4,320
Metilciclohexano 4,720 3,776
Ciclohexeno 3,282 2,736
Benceno 3,188 2,400
Tolueno 3,923 2,968
Etilbenceno 4,597 3,508 [BMim][MSO4]
a 8,921 7,090 [BMim][NTf2]
b 11,20 10,20 a Estimado usando PCM con Gepol. b Estimación de Bondi
3.2. Procedimiento experimental
En esta memoria se ha determinado experimentalmente el equilibrio líquido-líquido
de 71 sistemas ternarios hidrocarburo alifático (1) + hidrocarburo aromático (2) + LI (3) a la
temperatura de 298,15 K y presión atmosférica con el objetivo de estudiar la influencia de la
estructura de los diferentes compuestos que forman la mezcla en el ELL. Además, con la
finalidad de analizar la influencia de la temperatura en el ELL se han estudiado los sistemas
ternarios hexano, heptano, octano y nonano (1) + benceno (2) + [Epy][ESO4] (3) a la
temperatura de 283,15 K y presión atmosférica.
La pureza de los productos utilizados es un factor muy importante a tener en cuenta
en la determinación del ELL, por lo que, los hidrocarburos alifáticos y aromáticos han sido
desgasificados antes de su uso y los LI han sido sometidos a un proceso de secado a alto vacío
(p = 2·10-1 Pa) a una temperatura de 323.15 K para reducir el contenido en agua y en
compuestos volátiles. Se han utilizado los siguientes LI: etilsulfato de 1-etilpiridinio,
Capítulo 3
46
[Epy][ESO4] y metilsulfato de 1-butil-3-metilimidazolio, [BMim][MSO4] con el objetivo de
determinar el efecto del carácter aromático del catión, bis{trifluorometilsulfonil}amida de 1-
butil-3-metilmidazolio, [BMim][NTf2], para estudiar la influencia del anión y 1-metil-3-
propilmidazolio, [PMim][NTf2], para analizar la influencia de la longitud de la cadena
alquílica del catión del LI.
Como paso previo a la determinación del ELL se realiza un estudio de la solubilidad de
cada uno de los componentes de la mezcla en los LI. Para determinar dichas solubilidades se
sigue un procedimiento similar al descrito por Maduro y Aznar,1 basado en el método del
punto de niebla, en las mismas condiciones de presión y temperatura a las que se llevará a
cabo el ELL. Para ello, se introducen 3 ml de LI en un vial, se pesa el vial y se sumerge en un
baño termostático. Una vez alcanzada la temperatura deseada, se añade el hidrocarburo
correspondiente hasta que se observa la aparición de una pequeña turbidez. A continuación,
se pesa el vial, se determina la composición final de la mezcla y se mide su densidad.
En todos los sistemas estudiados se observa que tanto los hidrocarburos aromáticos
como los hidrocarburos alifáticos son parcialmente miscibles en los LI, siendo los
hidrocarburos aromáticos más miscibles. Por otra parte, los hidrocarburos alifáticos y
hidrocarburos aromáticos estudiados son completamente miscibles en todo el rango de
composiciones. Si se determina la miscibilidad de los LI en la mezcla binaria hidrocarburo
alifático + hidrocarburo aromático se observa que una sola gota de LI da lugar a la formación
de dos fases. Según esto, y de acuerdo con la clasificación de Sørensen,2 todos los sistemas
estudiados en este trabajo son de tipo II, presentando dos pares de líquidos parcialmente
inmiscibles y un tercer par totalmente miscible.
Una vez determinadas las miscibilidades de los hidrocarburos en el LI procedemos, al
estudio del ELL de los sistemas ternarios, que consta de dos partes diferenciadas: una primera
1 Maduro, R.M; Aznar, M. Fluid Phase Equilib. 2008, 265, 129-138. 2 Sørensen, J. M.; Magnussen, T.; Rasmussen, P.; Fredenslund, A. Fluid Phase Equilibr. 1979, 2, 297-309.
Equilibrio líquido-líquido
47
donde se determina la curva de solubilidad y una segunda donde se determinan las rectas de
reparto.
3.2.1. Determinación de la curva de solubilidad
La curva de solubilidad ha sido determinada siguiendo el procedimiento basado en el
método del punto de niebla, anteriormente descrito para calcular las solubilidades de los
hidrocarburos en el LI. Los puntos (A y B) de la Figura 3.2.1.1. representan los extremos de la
curva de solubilidad y para poder completar dicha curva a lo largo del trazado AB, se han
preparado diferentes mezclas binarias hidrocarburo aromático + LI en la zona miscible
comprendida entre el LI puro y el punto A. Estas muestras se han preparado por pesada,
utilizando para ello una balanza Mettler Toledo, modelo AX-205 Delta Range, descrita en el
capítulo anterior Figura 2.2.5.1. y han sido manipuladas en atmósfera inerte ya que los LI son
muy higroscópicos.
Una vez preparadas las muestras, se sumergen en un baño termostático Polyscience,
modelo 9002, con una incertidumbre de la temperatura de ± 0,01 K, hasta que alcanzan la
temperatura deseada y se les añade, gota a gota, el hidrocarburo alifático correspondiente
hasta que se observa una ligera turbidez; esto nos indica que nos encontramos en la frontera
entre la zona miscible e inmiscible. Posteriormente, se pesan las muestras y se mide su
densidad, para lo cual se emplea el densímetro Anton Paar, modelo DSA-5000 (Figura 2.2.1.1.)
descrito en el capítulo 2.
Como se conocen las cantidades añadidas de cada componente, la composición de la
mezcla es conocida y por tanto, a partir de los valores de densidad y composición, se obtiene
una expresión polinómica de la densidad en función de la composición de dos componentes.
Si tenemos en cuenta que cada punto de la curva de solubilidad muestra un valor
diferente de densidad, una sola propiedad es suficiente para determinar la composición de la
Capítulo 3
48
fase rica en LI. Para estimar el error cometido con la técnica empleada, se han preparado por
pesada varios puntos de composición conocida (puntos de validación) y se ha determinado su
densidad. Con el valor de la densidad, y usando la expresión polinómica en función de la
composición obtenida anteriormente, se calcula la composición de estos puntos. Si
comparamos las composiciones reales y las calculadas se obtiene que el máximo error
cometido es ± 0,007 en fracción molar. Los datos de composición y densidad de los puntos de
validación se presentan en el Anexo A.2.
3.2.2 Determinación de las rectas de reparto
Para la determinación de las rectas de reparto, se introducen un agitador y una mezcla
inmiscible del sistema ternario objeto de estudio en un vial de vidrio de 15 ml. La preparación
de las muestras se lleva a cabo por pesada, en una atmósfera inerte y se tiene en cuenta la
Figura 3.2.1.1. Puntos de solubilidad A y B y curva de solubilidad
Equilibrio líquido-líquido
49
composición del hidrocarburo aromático y del hidrocarburo alifático, de manera que las
líneas de reparto se distribuyan uniformemente a lo largo de todo el diagrama triangular.
Una vez preparada la muestra, se cierra el vial con un tapón tipo septum, y se agita
durante 6 horas a temperatura constante en un recipiente de metacrilato conectado a un baño
termostático. El control de la temperatura de las mezclas se realiza con un termómetro digital
ASL modelo F200, sumergido en el baño de metacrilato en las proximidades de las muestras.
La incertidumbre de la medida de la temperatura es ± 0,01 K. Este dispositivo experimental se
presenta en la Figura 3.2.2.1. Transcurridas 6 horas, la agitación se detiene, se introducen dos
agujas a través del septum y se dejan las muestras en reposo durante toda la noche. Una vez
alcanzado el equilibrio, se retira con una jeringa una muestra de cada fase, se mide la
densidad y se determina su composición utilizando las ecuaciones polinómicas
correspondientes obtenidas previamente para la fase rica en LI. En cuanto a la composición de
la fase rica en hidrocarburo alifático, es importante comentar que los LI son inmiscibles en los
hidrocarburos puros estudiados y también en todo el rango de composiciones de la mezcla
binaria hidrocarburo alifático + hidrocarburo aromático, y por tanto se asume la ausencia de
LI en esta fase. Este hecho se confirma mediante análisis por 1H-RMN. Debido a esto, la
composición de esta fase se obtiene a partir de la expresión polinómica que relaciona la
densidad con la composición de los sistemas binarios hidrocarburo alifático + hidrocarburo
aromático.
Estos sistemas binarios han sido publicados previamente,1,2,3, excepto los sistemas
binarios ciclohexeno (1) + tolueno (2) y (ciclohexeno (1) + etilbenceno (2) cuyos datos se
presentan en el Anexo A.4.
1 González, B.;González, E. J.;Domínguez, I.;Domínguez, A. Phys. Chem. Liq. 2010, 514-533. 2 González, B.; Domínguez, I.;González, E. J.;Domínguez, A. J. Chem. Eng.Data 2010, 55, 1003-1011. 3 Calvar, N.; Domínguez, I.;Gómez, E.; Domínguez, A. Chem. Eng. J. 2011, 175,213-221.
Capítulo 3
50
Figura 3.2.2.1 Dispositivo para la determinación experimental del ELL
3.3. Datos experimentales
En este apartado se muestran los datos experimentales del equilibrio líquido-líquido
de los 71 sistemas ternarios hidrocarburo alifático (1) + hidrocarburo aromático (2) + LI (3) a
la temperatura de 298.15 K y presión atmosférica. Además, con el fin de estudiar la influencia
de la temperatura en este tipo de sistemas ternarios, se presentan los cuatro sistemas alcano (1)
+ benceno (2) + [Epy][ESO4] (3) a la temperatura de 283,15 K y presión atmosférica.
A partir de las composiciones en el equilibrio se determina la selectividad, S, y el
coeficiente de distribución, Estos parámetros, además de permitir evaluar la capacidad de
los líquidos iónicos como disolventes, también permiten comparar su capacidad con la de los
disolventes orgánicos convencionales. Estos parámetros se calculan a partir de las siguientes
expresiones:
I2
II2
x
x 3.3.1.
II1
I2
I1
II2
xx
xxS
3.3.2.
donde y son la fracción molar del hidrocarburo alifático e hidrocarburo aromático en la
fase rica en hidrocarburo alifático, respectivamente, y y son la fracción molar del
hidrocarburo alifático e hidrocarburo aromático, en la fase rica en LI respectivamente.
Equilibrio líquido-líquido
51
La fiabilidad de los datos experimentales ha sido comprobada a través de la linealidad
de las ecuaciones de Othmer-Tobias y Hand:
II3
II3
I1
I1 1
ln -1
ln w
wba
w
w
3.3.3.
II3
II2
I1
I2 ln ln
w
wdc
w
w 3.3.4.
donde a , b, c y d son los parámetros de ajuste y Iiw y II
iw son la fracciones másicas del
componente i en las fases I y II, respectivamente. Los subíndices 1, 2 y 3 representan el
hidrocarburo alifático, hidrocarburo aromático y el líquido iónico, respectivamente. Los
parámetros de ajuste y el factor de correlación, R2, obtenidos a partir de las ecuaciones de
Othmer-Tobias y Hand se presentan en el Anexo A.3. Como se puede observar, el factor de
correlación de estas ecuaciones es próximo a 1, indicando una buena calidad de los datos
experimentales.
Todos los sistemas estudiados en este trabajo se correlacionan con el modelo
termodinámico NRTL, y los sistemas con los LI [BMim][MSO4] y [BMim][NTf2] también se
correlacionan con el modelo termodinámico UNIQUAC.
Los datos experimentales de los 75 sistemas ternarios estudiados se muestran en las
siguientes tablas y figuras, ordenadas según la Tabla 3.3.Y.X.
En las Tablas 3.3.Y.X. para Y = 1 se muestran la composición en fracción molar y la
densidad para cada punto de la curva de solubilidad de los sistemas estudiados en esta
memoria.
En las Tablas 3.3.Y.X. para Y = 2se muestran las composiciones, en fracción molar, de
las fases conjugadas en el equilibrio calculados experimentalmente y los valores de S y
obtenidos a partir de dichas composiciones.
Capítulo 3
52
En las Tablas 3.3.Y.X. para Y = 3 se muestran los parámetros binarios de interacción
del sistema ternario, Δgij, parámetro, α, y desviaciones de la composición, σx, y el coeficiente
de distribución, Δ, para la ecuación NRTL.
En las Tablas 3.3.Y.X. para Y = 4 se muestran los parámetros de correlación del sistema
ternario, Δuij, y desviaciones de la composición, σx, y el coeficiente de distribución (Δ) para
la ecuación UNIQUAC.
En las Figuras 3.3.Y.X. para Y = 1 se representa la variación de la selectividad y el
coeficiente de distribución respecto a la composición del hidrocarburo aromático en la fase
rica en hidrocarburo alifático.
En las Figuras 3.3.Y.X. para Y = 2 se representa las rectas de reparto de los sistemas
ternarios estudiados obtenidas a partir de los datos experimentales del ELL y las obtenidas a
partir del modelo termodinámico NRTL.
Tanto para las tablas como para las figuras el valor las X representa el orden en el que
se sitúa cada sistema:
Equilibrio líquido-líquido
53
Tabla 3.3.Y.X. Orden de los sistemas ternarios estudiados
Benceno Tolueno Etilbenceno 283,15 K 298,15 K
[Ep
y][E
SO
4]
Hexano 1 2 Heptano 3 4 Octano 5 6 Nonano 7 8 Ciclohexano 9 Ciclooctano 10 Metilciclohexano 11 Ciclohexeno 12
Benceno Tolueno Etilbenceno
[BM
im][
MS
O4]
Hexano 13 21 29 Heptano 14 22 Octano 15 23 Nonano 16 24 Ciclohexano 17 25 30 Ciclooctano 19 26 31 Metilciclohexano 18 27 32 Ciclohexeno 20 28 33
[BM
im][
NT
f 2]
Hexano 34 41 48 Heptano 35 42 49 Octano 36 43 50 Nonano 37 44 51 Ciclohexano 38 45 52 Ciclooctano 39 46 53 Metilciclohexano 40 47 54
[PM
im][
NT
f 2]
Hexano 55 62 69 Heptano 56 63 70 Octano 57 64 71 Nonano 58 65 72 Ciclohexano 59 66 73 Ciclooctano 60 67 74 Metilciclohexano 61 68 75
Capítulo 3
54
Tabla 3.3.1.1. Curva de solubilidad del sistema hexano (1) + benceno (2) + [Epy][ESO4] (3) a T = 283,15 K
x1 x2 /(g·cm-3) 0,007 0,000 1,25982 0,006 0,050 1,25286 0,006 0,099 1,24460 0,004 0,204 1,22558 0,002 0,252 1,21675 0,000 0,335 1,19857
Tabla 3.3.2.1. Datos experimentales del ELL del sistema hexano (1) + benceno (2) + [Epy][ESO4] (3) a T = 283,15 K
S
0,889 0,111 0,006 0,061 0,55 81,42 0,816 0,184 0,006 0,094 0,51 69,48 0,748 0,252 0,005 0,122 0,48 72,43 0,686 0,314 0,005 0,147 0,47 64,23 0,618 0,382 0,005 0,173 0,45 55,98 0,546 0,454 0,005 0,198 0,44 47,62 0,470 0,530 0,004 0,220 0,42 48,77 0,404 0,596 0,004 0,240 0,40 40,67 0,332 0,668 0,004 0,263 0,39 32,68
a) b)
Figura 3.3.1.1. a) Coeficiente de distribución y b) selectividad con respecto a x2
I del sistema hexano (1) + benceno (2) + [Epy][ESO4] (3) a T = 283,15 K
I1x I
2x II1x II
2x
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
coef
icie
nte
de d
istr
ibuc
ión
(
0,0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
I2x
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
sele
ctiv
idad
(S)
0
20
40
60
80
100
I2x
Equilibrio líquido-líquido
55
Figura 3.3.2.1. Diagrama ternario del ELL del sistema hexano (1) + benceno (2) + [Epy][ESO4] (3) a T = 283,15 K, (•─•): datos experimentales;(□- - -□): datos calculados con NRTL Tabla 3.3.3.1. Parámetros binarios de interacción del sistema ternario, Δgij, parámetro α y desviaciones de la composición (σx) y el coeficiente de distribución (Δ) a T= 283,15 K para la ecuación NRTL
i‐j Δgij* Δgji(*) α σx Δ
1-2 -2,8810 4,7990 0,10 0,053 0,790 1-3 17,229 3,7720 2-3 91,005 0,4510
* Δgijy Δgji expresados en kJ·mol-1
[Epy][ESO4]0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0
Benceno
0,0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1,0
Hexano
0,0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1,0
Capítulo 3
56
Tabla 3.3.1.2. Curva de solubilidad del sistema hexano (1) + benceno (2) + [Epy][ESO4] (3) a T = 298,15 K
x1 x2 /(g·cm-3) 0,008 0,000 1,24978 0,007 0,050 1,24250 0,006 0,100 1,23489 0,005 0,202 1,21562 0,003 0,248 1,20663 0,002 0,300 1,19568 0,000 0,406 1,17169
Tabla 3.3.2.2. Datos experimentales del ELL del sistema hexano (1) + benceno (2) + [Epy][ESO4] (3) a T = 298,15 K
S
0,888 0,112 0,007 0,055 0,49 62,30 0,826 0,174 0,007 0,084 0,48 56,97 0,751 0,249 0,007 0,150 0,46 49,55 0,680 0,320 0,006 0,142 0,44 50,29 0,623 0,377 0,006 0,165 0,44 45,44 0,544 0,456 0,006 0,194 0,43 38,57 0,473 0,527 0,006 0,221 0,42 33,06 0,409 0,591 0,005 0,239 0,40 33,08 0,250 0,750 0,004 0,289 0,39 24,88
a) b)
Figura 3.3.1.2. a) Coeficiente de distribución y b) selectividad con respecto a x2
I del sistema hexano (1) + benceno (2) + [Epy][ESO4] (3) a T = 298,15 K
I1x I
2x II1x II
2x
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
coef
icie
nte
de d
istr
ibuc
ión
(
0,0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
I2x
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
sele
ctiv
idad
(S)
0
10
20
30
40
50
60
70
I2x
Equilibrio líquido-líquido
57
Figura 3.3.2.2. Diagrama ternario del ELL del sistema hexano (1) + benceno (2) + [Epy][ESO4] (3) a T = 298,15 K, (•─•): datos experimentales;(□- - -□): datos calculados con NRTL Tabla 3.3.3.2. Parámetros binarios de interacción del sistema ternario, Δgij, parámetro α y desviaciones de la composición (σx) y el coeficiente de distribución (Δ) a T= 298,15 K para la ecuación NRTL
i‐j Δgij(*) Δgji(*) α σx Δ
1-2 -2,8810 4,7990 0,10 0,053 0,79 1-3 17,229 3,7720 2-3 91,005 0,4510
(*)Δgijy Δgji expresados en kJ·mol-1
[Epy][ESO4]0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0
Benceno
0,0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1,0
Hexano
0,0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1,0
Capítulo 3
58
Tabla 3.3.1.3. Curva de solubilidad del sistema heptano (1) + benceno (2) + [Epy][ESO4] (3) a T = 283,15 K
x1 x2 /(g·cm-3) 0,007 0,000 1,26051 0,006 0,051 1,25261 0,003 0,146 1,23638 0,003 0,198 1,22660 0,003 0,243 1,21777 0,001 0,295 1,20712 0,000 0,335 1,19857
Tabla 3.3.2.3. Datos experimentales del ELL del sistema heptano (1) + benceno (2) + [Epy][ESO4] (3) a T = 283,15 K
S
0,942 0,058 0,005 0,029 0,50 94,20 0,866 0,134 0,005 0,065 0,49 84,01 0,808 0,192 0,005 0,090 0,47 75,75 0,745 0,255 0,005 0,116 0,45 67,78 0,632 0,368 0,004 0,159 0,43 68,27 0,538 0,462 0,004 0,194 0,42 56,48 0,478 0,522 0,004 0,215 0,41 49,22 0,415 0,585 0,004 0,235 0,40 41,68 0,351 0,649 0,003 0,254 0,39 45,79
a) b)
Figura 3.3.1.3. a) Coeficiente de distribución y b) selectividad con respecto a x2
I del sistema heptano (1) + benceno (2) + [Epy][ESO4] (3) a T = 283,15 K
I1x I
2x II1x II
2x
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
coef
icie
nte
de d
istr
ibuc
ión
(
0,0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
I2x
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
sele
ctiv
idad
(S)
30
40
50
60
70
80
90
100
I2x
Equilibrio líquido-líquido
59
Figura 3.3.2.3. Diagrama ternario del ELL del sistema heptano (1) + benceno (2) + [Epy][ESO4] (3) a T = 283,15 K, (•─•): datos experimentales;(□- - -□): datos calculados con NRTL Tabla 3.3.3.3. Parámetros binarios de interacción del sistema ternario, Δgij, parámetro α y desviaciones de la composición (σx) y el coeficiente de distribución (Δ) a T= 283,15 K, para la ecuación NRTL
i‐j Δgij(*) Δgji(*) α σx Δ
1-2 -5,5921 7,0761 0,10 0,045 0,47 1-3 11,567 5,4922 2-3 64,935 -2,8873
(*)Δgijy Δgji expresados en kJ·mol-1
EpyESO40,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0
Benceno
0,0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1,0
Heptano
0,0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1,0
Capítulo 3
60
Tabla 3.3.1.4. Curva de solubilidad del sistema heptano (1) + benceno (2) + [Epy][ESO4] (3) a T = 298,15 K
x1 x2 /(g·cm-3) 0,007 0,000 1,25063 0,007 0,048 1,24201 0,005 0,098 1,23387 0,003 0,201 1,21597 0,003 0,251 1,20696 0,001 0,354 1,18460 0,000 0,406 1,17169
Tabla 3.3.2.4. Datos experimentales del ELL del sistema heptano (1) + benceno (2) + [Epy][ESO4] (3) a T = 298,15 K
S
0,941 0,059 0,006 0,028 0,47 73,10 0,882 0,118 0,006 0,054 0,46 67,27 0,830 0,170 0,006 0,077 0,45 62,66 0,774 0,226 0,006 0,100 0,44 57,08 0,689 0,311 0,005 0,134 0,43 59,37 0,633 0,367 0,005 0,155 0,42 53,47 0,544 0,456 0,005 0,189 0,41 45,09 0,421 0,579 0,004 0,232 0,40 42,17 0,346 0,654 0,004 0,258 0,39 34,12
a) b)
Figura 3.3.1.4. a) Coeficiente de distribución y b) selectividad con respecto a x2
I del sistema heptano (1) + benceno (2) + [Epy][ESO4] (3) a T = 298,15 K
I1x I
2x II1x II
2x
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
coef
icie
nte
de d
istr
ibuc
ión
(
0,0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
I2x
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
sele
ctiv
idad
(S)
20
40
60
80
100
I2x
Equilibrio líquido-líquido
61
Figura 3.3.2.4. Diagrama ternario del ELL del sistema heptano (1) + benceno (2) + [Epy][ESO4] (3) a T = 298,15 K, (•─•): datos experimentales;(□- - -□): datos calculados con NRTL Tabla 3.3.3.4. Parámetros binarios de interacción del sistema ternario, Δgij, parámetro α y desviaciones de la composición (σx)y el coeficiente de distribución (Δ) a T= 298,15 K, para la ecuación NRTL
i‐j Δgij(*) Δgji(*) α σx Δ
1-2 -3,8324 5,9842 0,10 0,069 0,84 1-3 26,204 3,5844 2-3 89,556 0,3391
(*)Δgijy Δgji expresados en kJ·mol-1
EpyESO40,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0
Benceno
0,0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1,0
Heptano
0,0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1,0
Capítulo 3
62
Tabla 3.3.1.5. Curva de solubilidad del sistema octano (1) + benceno (2) + [Epy][ESO4] (3) a T = 283,15 K
x1 x2 /(g·cm-3) 0,004 0,000 1,26058 0,003 0,050 1,25265 0,003 0,099 1,24478 0,002 0,145 1,23708 0,001 0,210 1,22477 0,002 0,253 1,21597 0,001 0,312 1,20334 0,000 0,335 1,19857
Tabla 3.3.2.5. Datos experimentales del ELL del sistema octano (1) + benceno (2) + [Epy][ESO4] (3) a T = 283,15 K
S
0,938 0,062 0,005 0,029 0,47 87,75 0,874 0,126 0,004 0,057 0,45 98,85 0,800 0,200 0,004 0,090 0,45 90,00 0,744 0,256 0,004 0,114 0,45 82,83 0,680 0,320 0,004 0,140 0,44 74,38 0,618 0,382 0,004 0,163 0,43 65,93 0,549 0,451 0,004 0,190 0,42 57,82 0,467 0,533 0,004 0,218 0,41 47,75 0,400 0,600 0,004 0,242 0,40 40,33 0,340 0,660 0,004 0,261 0,40 33,61
a) b)
Figura 3.3.1.5. a) Coeficiente de distribución y b) selectividad con respecto a x2
I del sistema octano (1) + benceno (2) + [Epy][ESO4] (3) a T = 283,15 K
I1x I
2x II1x II
2x
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
coef
icie
nte
de d
istr
ibuc
ión
(
0,0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
I2x
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
sele
ctiv
idad
(S)
30
40
50
60
70
80
90
100
110
I2x
Equilibrio líquido-líquido
63
Figura 3.3.2.5. Diagrama ternario del ELL del sistema octano (1) + benceno (2) + [Epy][ESO4] (3) a T = 283,15 K, (•─•): datos experimentales;(□- - -□): datos calculados con NRTL Tabla 3.3.3.5. Parámetros binarios de interacción del sistema ternario, Δgij, parámetro α y desviaciones de la composición (σx) y el coeficiente de distribución (Δ) a T= 283,15 K, para la ecuación NRTL
i‐j Δgij(*) Δgji(*) α σx Δ
1-2 -1,6662 5,6712 0,10 0,029 0,94 1-3 24,389 4,4984 2-3 120,66 3,9991
(*)Δgijy Δgji expresados en kJ·mol-1
[Epy][ESO4]0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0
Benceno
0,0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1,0
Octano
0,0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1,0
Capítulo 3
64
Tabla 3.3.1.6. Curva de solubilidad del sistema octano (1) + benceno (2) + [Epy][ESO4] (3) a T = 298,15 K
x1 x2 /(g·cm-3) 0,005 0,000 1,25145 0,004 0,053 1,24263 0,003 0,094 1,23646 0,001 0,152 1,22696 0,001 0,213 1,21481 0,001 0,261 1,20523 0,001 0,300 1,19636 0,001 0,359 1,18428 0,000 0,406 1,17169
Tabla 3.3.2.6. Datos experimentales del ELL del sistema octano (1) + benceno (2) + [EPy][EtSO4] (3) a T = 298,15 K
S
0,873 0,127 0,005 0,057 0,45 78,36 0,816 0,184 0,004 0,081 0,44 89,80 0,753 0,247 0,004 0,107 0,43 81,55 0,697 0,303 0,004 0,129 0,43 74,19 0,637 0,363 0,004 0,152 0,42 66,68 0,510 0,490 0,004 0,198 0,40 51,52 0,372 0,628 0,004 0,247 0,39 36,58 0,250 0,750 0,004 0,288 0,38 24,00
a) b)
Figura 3.3.1.6. a) Coeficiente de distribución y b) selectividad con respecto a x2
I del sistema octano (1) + benceno (2) + [Epy][ESO4] (3) a T = 298,15 K
I1x I
2x II1x II
2x
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
coef
icie
nte
de d
istr
ibuc
ión
(
0,0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
I2x
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
sele
ctiv
idad
(S)
20
30
40
50
60
70
80
90
100
I2x
Equilibrio líquido-líquido
65
Figura 3.3.2.6. Diagrama ternario del ELL del sistema octano (1) + benceno (2) + [Epy][ESO4] (3) a T = 298,15 K, (•─•): datos experimentales;(□- - -□): datos calculados con NRTL Tabla 3.3.3.6. Parámetros binarios de interacción del sistema ternario, Δgij, parámetro α y desviaciones de la composición (σx) y el coeficiente de distribución (Δ) a T= 298,15 K, para la ecuación NRTL
i‐j Δgij(*) Δgji(*) α σx Δ
1-2 -1,6923 5,9481 0,10 0,096 1,27 1-3 25,636 4,7532 2-3 130,22 4,4153
(*)Δgijy Δgji expresados en kJ·mol-1
[Epy][ESO4]0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0
Benceno
0,0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1,0
Octano
0,0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1,0
Capítulo 3
66
Tabla 3.3.1.7. Curva de solubilidad del sistema nonano (1) + benceno (2) + [Epy][ESO4] (3) a T = 283,15 K
x1 x2 /(g·cm-3) 0,004 0,000 1,26125 0,002 0,050 1,25363 0,002 0,099 1,24599 0,002 0,147 1,23711 0,002 0,210 1,22543 0,001 0,252 1,21582 0,000 0,335 1,19857
Tabla 3.3.2.7. Datos experimentales del ELL del sistema nonano (1) + benceno (2) + [EPy][EtSO4] (3) a T = 283,15 K
S
0,871 0,129 0,004 0,056 0,43 94,53 0,810 0,190 0,003 0,082 0,43 116,53 0,751 0,249 0,003 0,107 0,43 107,57 0,686 0,314 0,003 0,133 0,42 96,86 0,628 0,372 0,003 0,156 0,42 87,78 0,498 0,502 0,003 0,205 0,41 67,79 0,375 0,625 0,003 0,248 0,40 49,60 0,249 0,751 0,003 0,292 0,39 32,27 0,120 0,880 0,003 0,336 0,38 15,27
a) b)
Figura 3.3.1.7. a) Coeficiente de distribución y b) selectividad con respecto a x2
I del sistema nonano (1) + benceno (2) + [Epy][ESO4] (3) a T = 283,15 K
I1x I
2x II1x II
2x
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
coef
icie
nte
de d
istr
ibuc
ión
(
0,0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
I2x
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
sele
ctiv
idad
(S)
0
20
40
60
80
100
120
I2x
Equilibrio líquido-líquido
67
Figura 3.3.2.7 Diagrama ternario del ELL del sistema nonano (1) + benceno (2) + [Epy][ESO4] (3) a T = 283,15 K, (•─•): datos experimentales;(□- - -□): datos calculados con NRTL Tabla 3.3.3.7. Parámetros binarios de interacción del sistema ternario, Δgij, parámetro α y desviaciones de la composición (σx) y el coeficiente de distribución (Δ) a T= 283,15 K, para la ecuación NRTL
i‐j Δgij(*) Δgji(*) α σx Δ
1-2 -2,8911 7,1413 0,10 0,154 1,47 1-3 24,709 5,2054 2-3 112,23 3,5420
(*)Δgijy Δgji expresados en kJ·mol-1
[Epy][ESO4]0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0
Benceno
0,0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1,0
Nonano
0,0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1,0
Capítulo 3
68
Tabla 3.3.1.8. Curva de solubilidad del sistema nonano (1) + benceno (2) + [Epy][ESO4] (3) a T = 298,15 K
x1 x2 /(g·cm-3) 0,004 0,000 1,25084 0,003 0,052 1,24342 0,001 0,099 1,23568 0,001 0,150 1,22695 0,001 0,210 1,21582 0,001 0,262 1,20552 0,000 0,406 1,17169
Tabla 3.3.2.8. Datos experimentales del ELL del sistema nonano (1) + benceno (2) + [EPy][EtSO4] (3) a T = 298,15 K
S
0,935 0,065 0,004 0,028 0,43 100,69 0,874 0,126 0,003 0,054 0,43 124,86 0,812 0,188 0,003 0,079 0,42 113,74 0,698 0,302 0,003 0,125 0,41 96,30 0,636 0,364 0,003 0,147 0,40 85,62 0,500 0,500 0,003 0,198 0,40 66,00 0,379 0,621 0,003 0,241 0,39 49,03 0,252 0,748 0,003 0,281 0,38 31,56
a) b)
Figura 3.3.1.8. a) Coeficiente de distribución y b) selectividad con respecto a x2
I del sistema nonano (1) + benceno (2) + [Epy][ESO4] (3) a T = 298,15 K
I1x I
2x II1x II
2x
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
coef
icie
nte
de d
istr
ibuc
ión
(
0,0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
I2x
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
sele
ctiv
idad
(S)
0
20
40
60
80
100
120
140
I2x
Equilibrio líquido-líquido
69
Figura 3.3.2.8. Diagrama ternario del ELL del sistema nonano (1) + benceno (2) + [Epy][ESO4] (3) a T = 298,15 K, (•─•): datos experimentales;(□- - -□): datos calculados con NRTL Tabla 3.3.3.8. Parámetros binarios de interacción del sistema ternario, Δgij, parámetro α y desviaciones de la composición (σx) y el coeficiente de distribución (Δ) a T= 298,15 K, para la ecuación NRTL
i‐j Δgij(*) Δgji(*) α σx Δ
1-2 -2,4441 6,3611 0,10 0,110 1,88 1-3 25,866 5,4521 2-3 118,51 3,6650
(*)Δgijy Δgji expresados en kJ·mol-1
[Epy][ESO4]0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0
Benceno
0,0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1,0
Nonano
0,0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1,0
Capítulo 3
70
Tabla 3.3.1.9. Curva de solubilidad del sistema ciclohexano (1) + benceno (2) + [Epy][ESO4] (3) a T = 298,15 K
x1 x2 /(g·cm-3) 0,017 0,000 1,24774 0,015 0,051 1,24001 0,015 0,099 1,23195 0,012 0,148 1,22398 0,009 0,211 1,21254 0,005 0,262 1,20328 0,003 0,313 1,19257 0,003 0,359 1,18167 0,000 0,406 1,17169
Tabla 3.3.2.9. Datos experimentales del ELL del sistema ciclohexano (1) + benceno (2) + [Epy][ESO4] (3) a T = 298,15 K
S
0,884 0,116 0,016 0,052 0,45 24,77 0,825 0,175 0,015 0,076 0,43 23,89 0,762 0,238 0,014 0,101 0,42 23,10 0,706 0,294 0,013 0,122 0,41 22,54 0,646 0,354 0,012 0,144 0,41 21,90 0,517 0,483 0,010 0,192 0,40 20,55 0,391 0,609 0,007 0,235 0,39 21,55 0,261 0,739 0,005 0,278 0,38 19,64 0,137 0,863 0,003 0,328 0,38 17,36
a) b)
Figura 3.3.1.9. a) Coeficiente de distribución y b) selectividad con respecto a x2
I del sistema ciclohexano (1) + benceno (2) + [Epy][ESO4] (3) a T = 298,15 K
I1x I
2x II1x II
2x
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
coef
icie
nte
de d
istr
ibuc
ión
(
0,0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
I2x
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
sele
ctiv
idad
(S)
0
10
20
30
40
50
I2x
Equilibrio líquido-líquido
71
Figura 3.3.2.9. Diagrama ternario del ELL del sistema ciclohexano (1) + benceno (2) + [Epy][ESO4] (3) a T = 298,15 K, (•─•): datos experimentales;(□- - -□): datos calculados con NRTL Tabla 3.3.3.9. Parámetros binarios de interacción del sistema ternario, Δgij, parámetro α y desviaciones de la composición (σx) y el coeficiente de distribución (Δ) a T= 298,15 K, para la ecuación NRTL
i‐j Δgij(*) Δgji(*) α σx Δ
1-2 -5,8519 7,1543 0,08 0,089 0,71 1-3 119,41 10,389 2-3 -9,4555 25,317
(*)Δgijy Δgji expresados en kJ·mol-1
[Epy][ESO4]0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0
Benceno
0,0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1,0
Ciclohexano
0,0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1,0
Capítulo 3
72
Tabla 3.3.1.10. Curva de solubilidad del sistema ciclooctano (1) + benceno (2) + [Epy][ESO4] (3) a T = 298,15 K
x1 x2 /(g·cm-3) 0,009 0,000 1,24915 0,009 0,050 1,24137 0,007 0,101 1,23375 0,006 0,151 1,22519 0,004 0,207 1,21523 0,004 0,260 1,20399 0,001 0,306 1,19535 0,001 0,351 1,18473 0,000 0,406 1,17169
Tabla 3.3.2.10. Datos experimentales del ELL del sistema ciclooctano (1) + benceno (2) + [EPy][EtSO4] (3) a T = 298,15 K
S
0,889 0,111 0,008 0,042 0,38 42,05 0,832 0,168 0,008 0,063 0,38 39,00 0,773 0,227 0,007 0,085 0,37 41,35 0,709 0,291 0,007 0,108 0,37 37,59 0,654 0,346 0,007 0,128 0,37 34,56 0,531 0,469 0,006 0,174 0,37 32,83 0,399 0,601 0,005 0,221 0,37 29,34 0,270 0,730 0,004 0,265 0,36 24,50 0,137 0,863 0,003 0,316 0,37 16,72
a) b)
Figura 3.3.1.10. a) Coeficiente de distribución y b) selectividad con respecto a x2
I del sistema ciclooctano (1) + benceno (2) + [Epy][ESO4] (3) a T = 298,15 K
I1x I
2x II1x II
2x
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
coef
icie
nte
de d
istr
ibuc
ión
(
0,0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
I2x
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
sele
ctiv
idad
(S)
0
10
20
30
40
50
60
I2x
Equilibrio líquido-líquido
73
Figura 3.3.2.10. Diagrama ternario del ELL del sistema ciclooctano (1) + benceno (2) + [Epy][ESO4] (3) a T = 298,15 K, (•─•): datos experimentales;(□- - -□): datos calculados con NRTL Tabla 3.3.3.10. Parámetros binarios de interacción del sistema ternario, Δgij, parámetro α y desviaciones de la composición (σx) y el coeficiente de distribución (Δ) a T= 298,15 K, para la ecuación NRTL
i‐j Δgij(*) Δgji(*) α σx Δ
1-2 -6,9502 9,2986 0,08 0,111 1,03 1-3 23,179 0,9210 2-3 21,517 -8,3252
(*)Δgijy Δgji expresados en kJ·mol-1
[Epy][ESO4]0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0
Benceno
0,0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1,0
Ciclooctano
0,0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1,0
Capítulo 3
74
Tabla 3.3.1.11. Curva de solubilidad del sistema metilciclohexano (1) + benceno (2) + [Epy][ESO4] (3) a T = 298,15 K
x1 x2 /(g·cm-3) 0,013 0,000 1,24879 0,009 0,050 1,24167 0,008 0,100 1,23355 0,007 0,151 1,22441 0,005 0,207 1,21446 0,004 0,258 1,20417 0,003 0,309 1,19352 0,002 0,359 1,18227 0,000 0,406 1,17169
Tabla 3.3.2.11. Datos experimentales del ELL del sistema metilciclohexano (1) + benceno (2) + [EPy][EtSO4] (3) a T = 298,15 K
S
0,883 0,117 0,009 0,046 0,39 38,57 0,827 0,173 0,009 0,067 0,39 35,59 0,768 0,232 0,008 0,089 0,38 36,83 0,709 0,291 0,008 0,112 0,38 34,11 0,640 0,360 0,007 0,137 0,38 34,79 0,515 0,485 0,006 0,185 0,38 32,74 0,389 0,611 0,005 0,233 0,38 29,67 0,278 0,722 0,004 0,270 0,37 25,99 0,129 0,871 0,003 0,325 0,37 16,04
a) b)
Figura 3.3.1.11. a) Coeficiente de distribución y b) selectividad con respecto a x2
I del sistema metilciclohexano (1) + benceno (2) + [Epy][ESO4] (3) a T = 298,15 K
I1x I
2x II1x II
2x
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
coef
icie
nte
de d
istr
ibuc
ión
(
0,0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
I2x
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
sele
ctiv
idad
(S)
0
10
20
30
40
50
60
I2x
Equilibrio líquido-líquido
75
Figura 3.3.2.11. Diagrama ternario del ELL del sistema metilciclohexano (1) + benceno (2) + [Epy][ESO4] (3) a T = 298,15 K, (•─•): datos experimentales;(□- - -□): datos calculados con NRTL Tabla 3.3.3.11. Parámetros binarios de interacción del sistema ternario, Δgij, parámetro α y desviaciones de la composición (σx) y el coeficiente de distribución (Δ) a T= 298,15 K, para la ecuación NRTL
i‐j Δgij(*) Δgji(*) α σx Δ
1-2 -7,0185 9,9466 0,08 0,081 0,96 1-3 1158,7 11,658 2-3 17,316 -7,7222
(*)Δgijy Δgji expresados en kJ·mol-1
[Epy][ESO4]0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0
Benceno
0,0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1,0
Metilciclohexano
0,0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1,0
Capítulo 3
76
Tabla 3.3.1.12. Curva de solubilidad del sistema ciclohexeno (1) + benceno (2) + [Epy][ESO4] (3) a T = 298,15 K
x1 x2 /(g·cm-3) 0,041 0,000 1,24340 0,040 0,050 1,23555 0,038 0,094 1,22905 0,036 0,142 1,22159 0,026 0,194 1,21280 0,024 0,244 1,20429 0,013 0,294 1,19469 0,008 0,345 1,18481 0,000 0,406 1,17169
Tabla 3.3.2.12. Datos experimentales del ELL del sistema ciclohexeno (1) + benceno (2) + [Epy][ESO4] (3) a T = 298,15 K
S
0,879 0,121 0,040 0,043 0,36 7,81 0,821 0,179 0,040 0,064 0,36 7,34 0,763 0,237 0,039 0,084 0,35 6,93 0,703 0,297 0,038 0,105 0,35 6,54 0,638 0,362 0,036 0,128 0,35 6,27 0,512 0,488 0,031 0,172 0,35 5,82 0,389 0,611 0,025 0,214 0,35 5,45 0,272 0,728 0,019 0,255 0,35 5,01 0,142 0,858 0,011 0,300 0,35 4,51
a) b)
Figura 3.3.1.12. a) Coeficiente de distribución y b) selectividad con respecto a x2
I del sistema ciclohexeno (1) + benceno (2) + [Epy][ESO4] (3) a T = 298,15 K
I1x I
2x II1x II
2x
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
coef
icie
nte
de d
istr
ibuc
ión
(
0,0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
I2x
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
sele
ctiv
idad
(S)
0
2
4
6
8
10
12
14
I2x
Equilibrio líquido-líquido
77
Figura 3.3.2.12. Diagrama ternario del ELL del sistema ciclohexeno (1) + benceno (2) + [Epy][ESO4] (3) a T = 298,15 K, (•─•): datos experimentales;(□- - -□): datos calculados con NRTL Tabla 3.3.3.12. Parámetros binarios de interacción del sistema ternario, Δgij, parámetro α y desviaciones de la composición (σx) y el coeficiente de distribución (Δ) a T= 298,15 K, para la ecuación NRTL
i‐j Δgij(*) Δgji(*) α σx Δ
1-2 -9,3078 26,284 0,08 0,125 0,82 1-3 -2,3503 20,608 2-3 10,142 -8,3682
(*)Δgijy Δgji expresados en kJ·mol-1
[Epy][ESO4]0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0
Benceno
0,0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1,0
Ciclohexeno
0,0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1,0
Capítulo 3
78
Tabla 3.3.1.13. Curva de solubilidad del sistema hexano (1) + benceno (2) + [BMim][MSO4] (3) a T = 298,15 K
x1 x2 /(g·cm-3) 0,023 0,000 1,20854 0,018 0,099 1,19523 0,019 0,145 1,18868 0,016 0,194 1,18154 0,014 0,245 1,17362 0,015 0,282 1,16616 0,013 0,344 1,15477 0,011 0,394 1,14441 0,011 0,450 1,13164 0,007 0,500 1,12067 0,000 0,554 1,10554
Tabla 3.3.2.13. Datos experimentales del ELL del sistema hexano (1) + benceno (2) + [BMim][MSO4] (3) a T = 298,15 K
S
0,892 0,108 0,016 0,082 0,76 42,42 0,837 0,163 0,016 0,120 0,74 38,51 0,774 0,226 0,016 0,157 0,69 33,61 0,714 0,286 0,016 0,194 0,68 30,27 0,664 0,336 0,016 0,223 0,66 27,54 0,544 0,456 0,015 0,281 0,62 22,35 0,415 0,585 0,014 0,340 0,58 17,23 0,289 0,711 0,012 0,394 0,55 13,35 0,148 0,852 0,008 0,460 0,54 9,99
a) b)
Figura 3.3.1.13. a) Coeficiente de distribución y b) selectividad con respecto a x2
I del sistema hexano (1) + benceno (2) + [BMim][MSO4] (3) a T = 298,15 K: (●) experimental; (○) bibliografía1
1 Garcia, J.; Fernández, A.;Torrecilla, J S.; Oliet, M.; Rodríguez, F. J. Chem Eng. Data 2010, 55, 258-261.
I1x I
2x II1x II
2x
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
coef
icie
nte
de d
istr
ibuc
ión
(
0,0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
I2x
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
sele
ctiv
idad
(S)
0
10
20
30
40
50
60
70
80
I2x
Equilibrio líquido-líquido
79
Figura 3.3.2.13. Diagrama ternario del ELL del sistema hexano (1) + benceno (2) + [BMim][MSO4] (3) a T = 298,15 K, (•─•): datos experimentales;(□- - -□): datos calculados con NRTL
Tabla 3.3.3.13. Parámetros binarios de interacción del sistema ternario, Δgij, parámetro α y desviaciones de la composición (σx) y el coeficiente de distribución (Δ) a T= 298,15 K, para la ecuación NRTL
i‐j Δgij(*) Δgji(*) α σx Δ
1-2 -1,0621 3,2423 0,08 0,062 0,72 1-3 83,708 4,9111 2-3 147,208 1,2000
Tabla 3.3.4.13. Parámetros binarios de interacción del sistema ternario, Δuij, y desviaciones de la composición (σx) y el coeficiente de distribución a T= 298,15 K , para la ecuación UNIQUAC
i‐j Δuij(*) Δuji(*) σx Δ
1-2 1,4383 -0,720 0,289 1,96 1-3 291,43 0,270 2-3 1,6311 0.015
(*)Δgij, Δgji, Δuijy Δuji expresados en kJ·mol-1
[BMim][MSO4]0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0
Benceno
0,0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1,0
Hexano
0,0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1,0
Capítulo 3
80
Tabla 3.3.1.14. Curva de solubilidad del sistema heptano (1) + benceno (2) + [BMim][MSO4] (3) a T = 298,15 K
x1 x2 /(g·cm-3) 0,013 0,000 1,20904 0,011 0,053 1,20294 0,011 0,103 1,19659 0,009 0,144 1,19107 0,009 0,196 1,18284 0,011 0,255 1,17255 0,009 0,362 1,15279 0,010 0,394 1,14567 0,006 0,451 1,13395 0,000 0,554 1,10554
Tabla 3.3.2.14. Datos experimentales del ELL del sistema heptano (1) + benceno (2) + [BMim][MSO4] (3) a T = 298,15 K
S
0,947 0,053 0,010 0,038 0,72 67,90 0,883 0,117 0,010 0,082 0,70 61,89 0,838 0,162 0,010 0,113 0,70 58,45 0,781 0,219 0,010 0,147 0,67 52,42 0,728 0,272 0,010 0,180 0,66 48,18 0,699 0,301 0,010 0,196 0,65 45,52 0,548 0,452 0,009 0,277 0,61 37,31 0,424 0,576 0,009 0,335 0,58 27,40 0,319 0,681 0,009 0,383 0,56 19,93 0,107 0,893 0,007 0,482 0,54 8,25
a) b)
Figura 3.3.1.14. a) Coeficiente de distribución y b) selectividad con respecto a x2
I del sistema heptano (1) + benceno (2) + [BMim][MSO4] (3) a T = 298,15 K
I1x I
2x II1x II
2x
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
coef
icie
nte
de d
istr
ibuc
ión
(
0,0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
I2x
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
sele
ctiv
idad
(S)
0
10
20
30
40
50
60
70
80
I2x
Equilibrio líquido-líquido
81
Figura 3.3.2.14. Diagrama ternario del ELL del sistema heptano (1) + benceno (2) + [BMim][MSO4] (3) a T = 298,15 K, (•─•): datos experimentales;(□- - -□): datos calculados con NRTL
Tabla 3.3.3.14. Parámetros binarios de interacción del sistema ternario, Δgij, parámetro α y desviaciones de la composición (σx) y el coeficiente de distribución (Δ) a T= 298,15 K, para la ecuación NRTL
i‐j Δgij(*) Δgji(*) α σx Δ
1-2 1,9111 -3,1302 0,08 0,114 1,33 1-3 23,613 0,6441 2-3 29,302 -12,231
Tabla 3.3.4.14. Parámetros binarios de interacción del sistema ternario, Δuij, y desviaciones de la composición (σx) y el coeficiente de distribución (Δ) a T= 298,15 K, para la ecuación UNIQUAC
i‐j Δuij(*) Δuji(*) σx Δ
1-2 -0,0671 0,966 0,550 2,86 1-3 186,70 0,167 2-3 1,1891 0,535
(*)Δgij, Δgji, Δuijy Δuji expresados en kJ·mol-1
[BMim][MSO4]0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0
Benceno
0,0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1,0
Heptano
0,0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1,0
Capítulo 3
82
Tabla 3.3.1.15. Curva de solubilidad del sistema octano (1) + benceno (2) + [BMim][MSO4] (3) a T = 298,15 K
x1 x2 /(g·cm-3) 0,008 0,000 1,21008 0,006 0,104 1,19718 0,005 0,184 1,18552 0,006 0,195 1,18378 0,006 0,259 1,17306 0,006 0,353 1,15576 0,003 0,407 1,14504 0,000 0,554 1,10554
Tabla 3.3.2.15. Datos experimentales del ELL del sistema octano (1) + benceno (2) + [BMim][MSO4] (3) a T = 298,15 K
S
0,948 0,052 0,006 0,035 0,67 106,35 0,888 0,112 0,006 0,074 0,66 97,79 0,839 0,161 0,006 0,104 0,65 90,33 0,780 0,220 0,006 0,142 0,65 83,91 0,725 0,275 0,006 0,175 0,64 76,89 0,669 0,331 0,006 0,209 0,63 70,40 0,552 0,448 0,006 0,273 0,61 56,06 0,430 0,570 0,006 0,333 0,58 41,87 0,299 0,701 0,005 0,389 0,55 33,18 0,163 0,837 0,004 0,452 0,54 22,01
a) b)
Figura 3.3.1.15. a) Coeficiente de distribución y b) selectividad con respecto a x2
I del sistema octano (1) + benceno (2) + [BMim][MSO4] (3) a T = 298,15 K
I1x I
2x II1x II
2x
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
coef
icie
nte
de d
istr
ibuc
ión
(
0,0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
I2x
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
sele
ctiv
idad
(S)
0
20
40
60
80
100
120
I2x
Equilibrio líquido-líquido
83
Figura 3.3.2.15. Diagrama ternario del ELL del sistema octano (1) + benceno (2) + [BMim][MSO4] (3) a T = 298,15 K, (•─•): datos experimentales;(□- - -□): datos calculados con NRTL
Tabla 3.3.3.15. Parámetros de correlación del sistema ternario, Δgij, parámetro α y desviaciones de la composición (σx) y el coeficiente de distribución a T= 298,15 K, para la ecuación NRTL
i‐j Δgij(*) Δgji(*) α σx Δ
1-2 -2,3421 5,3131 0,10 0,090 1,272 1-3 16,3531 4,4206 2-3 114,9771 1,8736
Tabla 3.3.4.15. Parámetros binarios de interacción del sistema ternario, Δuij, y desviaciones de la composición (σx) y el coeficiente de distribución a T= 298,15 K, para la ecuación UNIQUAC
i‐j Δuij(*) Δuji(*) σx Δ
1-2 0,9868 -0,3727 0,318 2,06 1-3 175,49 0,1148 2-3 1,1576 0,3543
(*)Δgij, Δgji, Δuijy Δuji expresados en kJ·mol-1
[BMim][MSO4]0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0
Benceno
0,0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1,0
Octano
0,0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1,0
Capítulo 3
84
Tabla 3.3.1.16. Curva de solubilidad del sistema nonano (1) + benceno (2) + [BMim][MSO4] (3) a T = 298,15 K
x1 x2 /(g·cm-3) 0,005 0,000 1,21088 0,005 0,101 1,19807 0,004 0,150 1,19137 0,003 0,198 1,18432 0,004 0,254 1,17448 0,002 0,306 1,16594 0,003 0,355 1,15575 0,004 0,404 1,14500 0,003 0,455 1,13311 0,002 0,495 1,12439 0,003 0,407 1,14504 0,000 0,554 1,10554
Tabla 3.3.2.16. Datos experimentales del ELL del sistema nonano (1) + benceno (2) + [BMim][MSO4] (3) a T = 298,15 K
S
0,949 0,051 0,003 0,034 0,67 210,89 0,890 0,110 0,003 0,072 0,65 194,18 0,828 0,172 0,003 0,110 0,64 176,51 0,778 0,222 0,003 0,142 0,64 165,88 0,723 0,277 0,003 0,172 0,62 149,65 0,673 0,327 0,003 0,202 0,62 138,58 0,552 0,448 0,003 0,267 0,60 109,66 0,428 0,572 0,003 0,329 0,58 82,06 0,290 0,710 0,003 0,392 0,55 53,37 0,163 0,837 0,002 0,451 0,54 43,91
a) b)
Figura 3.3.1.16. a) Coeficiente de distribución y b) selectividad con respecto a x2
I del sistema nonano (1) + benceno (2) + [BMim][MSO4] (3) a T = 298,15 K
I1x I
2x II1x II
2x
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
coef
icie
nte
de d
istr
ibuc
ión
(
0,0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
I2x
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
sele
ctiv
idad
(S)
20
40
60
80
100
120
140
160
180
200
220
I2x
Equilibrio líquido-líquido
85
Figura 3.3.2.16. Diagrama ternario del ELL para el sistema nonano (1) + benceno (2) + [BMim][MSO4] (3) a T = 298,15 K, (•─•): datos experimentales;(□- - -□): datos calculados con NRTL
Tabla 3.3.3.16. Parámetros binarios de interacción del sistema ternario, Δgij, parámetro α y desviaciones de la composición (σx) y el coeficiente de distribución a T= 298,15 K, para la ecuación NRTL
i‐j Δgij(*) Δgji(*) α σx Δ
1-2 -2,3322 4,9884 0,10 0,095 0,861 1-3 25,4526 5,5128 2-3 112,8032 1,5841
Tabla 3.3.4.16. Parámetros de correlación del sistema ternario, Δuij, y desviaciones de la composición (σx) y el coeficiente de distribución (Δ) a T= 298,15 K, para la ecuación UNIQUAC
i‐j Δuij(*) Δuji(*) σx Δ
1-2 1,4625 -0,7535 0,279 2,11 1-3 367,55 0,1706 2-3 1,5385 0,0617
(*)Δgij, Δgji, Δuijy Δuji expresados en kJ·mol-1
[BMim][MSO4]0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0
Benceno
0,0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1,0
Nonano
0,0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1,0
Capítulo 3
86
Tabla 3.3.1.17. Curva de solubilidad del sistema ciclohexano (1) + benceno (2) + [BMim][MSO4] (3) a T = 298,15 K
x1 x2 /(g·cm-3) 0,039 0,000 1,20453 0,032 0,106 1,19165 0,034 0,142 1,18629 0,031 0,189 1,17893 0,030 0,246 1,16966 0,026 0,298 1,16056 0,026 0,344 1,15216 0,021 0,391 1,14359 0,017 0,449 1,13254 0,014 0,489 1,12321 0,000 0,554 1,10554
Tabla 3.3.2.17. Datos experimentales del ELL del sistema ciclohexano (1) + benceno (2) + [BMim][MSO4] (3) a T = 298,15 K
S
0,948 0,052 0,037 0,037 0,71 18,23 0,896 0,104 0,034 0,073 0,70 18,50 0,840 0,160 0,033 0,110 0,69 17,50 0,784 0,216 0,032 0,145 0,67 16,45 0,726 0,274 0,031 0,179 0,65 15,30 0,668 0,332 0,031 0,211 0,64 13,69 0,550 0,450 0,029 0,269 0,60 11,34 0,427 0,573 0,027 0,327 0,57 9,03 0,301 0,699 0,023 0,386 0,55 7,23 0,161 0,839 0,016 0,453 0,54 5,43
a) b)
Figura 3.3.2.17. a) Coeficiente de distribución y b) selectividad con respecto a x2
I del sistema ciclohexano (1) + benceno (2) + [BMim][MSO4] (3) a T = 298,15 K
I1x I
2x II1x II
2x
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
coef
icie
nte
de d
istr
ibuc
ión
(
0,0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
I2x
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
sele
ctiv
idad
(S)
4
6
8
10
12
14
16
18
20
I2x
Equilibrio líquido-líquido
87
Figura 3.3.2.17. Diagrama ternario del ELL del sistema ciclohexano (1) + benceno (2) + [BMim][MSO4] (3) a T = 298,15 K, (•─•): datos experimentales;(□- - -□): datos calculados con NRTL
Tabla 3.3.3.17. Parámetros de correlación del sistema ternario, Δgij, parámetro α y desviaciones de la composición (σx) y el coeficiente de distribución (Δ) a T= 298,15 K, para la ecuación NRTL
i‐j Δgij(*) Δgji(*) α σx Δ
1-2 -0,0886 3,0250 0,15 0,096 0,66 1-3 17,592 2,5837 2-3 68,726 2,2757
Tabla 3.3.4.17. Parámetros binarios de interacción del sistema ternario, Δuij, y desviaciones de la composición (σx) y el coeficiente de distribución (Δ) a T= 298,15 K, para la ecuación UNIQUAC
i‐j Δuij(*) Δuji(*) σx Δ
1-2 0,17131 0,4885 0,092 0,10 1-3 216,94 0,2921 2-3 1,2807 0,3222
(*)Δgij, Δgji, Δuijy Δuji expresados en kJ·mol-1
[BMim][MSO4]0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0
Benceno
0,0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1,0
Ciclohexano
0,0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1,0
Capítulo 3
88
Tabla 3.3.1.18. Curva de solubilidad del sistema metilciclohexano (1) + benceno (2) + [BMim][MSO4] (3) a T = 298,15 K
x1 x2 /(g·cm-3) 0,028 0,000 1,20730 0,025 0,052 1,20137 0,018 0,102 1,19427 0,017 0,146 1,18883 0,019 0,198 1,18013 0,018 0,245 1,17231 0,018 0,293 1,16329 0,016 0,346 1,15382 0,016 0,396 1,14326 0,012 0,450 1,13194 0,000 0,554 1,10554
Tabla 3.3.2.18. Datos experimentales del ELL del sistema metilciclohexano (1) + benceno (2) + [BMim][MSO4] (3) a T = 298,15 K
S
0,946 0,054 0,021 0,042 0,78 35,04 0,895 0,105 0,020 0,077 0,73 32,82 0,841 0,159 0,018 0,113 0,71 33,21 0,789 0,211 0,018 0,147 0,70 30,54 0,732 0,268 0,018 0,179 0,67 27,16 0,672 0,328 0,018 0,206 0,63 23,45 0,555 0,445 0,018 0,263 0,59 18,22 0,430 0,570 0,018 0,320 0,56 13,41 0,298 0,702 0,016 0,380 0,54 10,08
a) b)
Figura 3.3.1.18. a) Coeficiente de distribución y b) selectividad con respecto a x2
I del sistema metilciclohexano (1) + benceno (2) + [BMim][MSO4] (3) a T = 298,15 K
I1x I
2x II1x II
2x
0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8
coef
icie
nte
de d
istr
ibuc
ión
(
0,0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
I2x
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
sele
ctiv
idad
(S)
5
10
15
20
25
30
35
40
I2x
Equilibrio líquido-líquido
89
Figura 3.3.2.18. Diagrama ternario del ELL para el sistema metilciclohexano (1) + benceno (2) + [BMim][MSO4] (3) a T = 298,15 K, (•─•): datos experimentales;(□- - -□): datos calculados con NRTL
Tabla 3.3.3.18. Parámetros binarios de interacción del sistema ternario, Δgij, parámetro α y desviaciones de la composición (σx) y el coeficiente de distribución (Δ) a T= 298,15 K, para la ecuación NRTL
i‐j Δgij(*) Δgji(*) α σx Δ
1-2 -1,8891 5,5052 0,15 0,377 2,68 1-3 36,083 5,9730 2-3 11,234 -3,0181
Tabla 3.3.4.18. Parámetros de correlación del sistema ternario, Δuij, y desviaciones de la composición (σx) y el coeficiente de distribución (Δ) a T= 298,15 K, para la ecuación UNIQUAC
i‐j Δuij(*) Δuji(*) σx Δ
1-2 0,6198 0,3238 0,256 2,04 1-3 176,29 0,2373 2-3 0,8332 0,8088
(*)Δgij, Δgji, Δuijy Δuji expresados en kJ·mol-1
[BMim][MSO4]0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0
Benceno
0,0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1,0
Metilciclohexano
0,0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1,0
Capítulo 3
90
Tabla 3.3.1.19. Curva de solubilidad del sistema ciclooctano (1) + benceno (2) + [BMim][MSO4] (3) a T = 298,15 K
x1 x2 /(g·cm-3) 0,020 0,000 1,20763 0,014 0,055 1,20227 0,013 0,102 1,19595 0,012 0,143 1,19047 0,013 0,192 1,18226 0,012 0,246 1,17382 0,013 0,295 1,16474 0,011 0,348 1,15440 0,014 0,452 1,13197 0,007 0,502 1,12083 0,011 0,397 1,14434 0,000 0,554 1,10554
Tabla 3.3.2.19. Datos experimentales del ELL del sistema ciclooctano (1) + benceno (2) + [BMim][MSO4] (3) a T = 298,15 K
S
0,958 0,042 0,014 0,035 0,83 57,02 0,910 0,090 0,014 0,070 0,78 50,56 0,846 0,154 0,013 0,112 0,73 47,33 0,792 0,208 0,013 0,143 0,69 41,88 0,674 0,326 0,013 0,206 0,63 32,76 0,556 0,444 0,013 0,264 0,59 25,43 0,433 0,567 0,014 0,320 0,56 17,46 0,307 0,693 0,013 0,376 0,54 12,81 0,176 0,824 0,011 0,434 0,53 8,43
a) b)
Figura 3.3.1.19. a) Coeficiente de distribución y b) selectividad con respecto a x2
I del sistema ciclooctano (1) + benceno (2) + [BMim][MSO4] (3) a T = 298,15 K
I1x I
2x II1x II
2x
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
coef
icie
nte
de d
istr
ibuc
ión
(
0,0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
I2x
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
sele
ctiv
idad
(S)
0
10
20
30
40
50
60
I2x
Equilibrio líquido-líquido
91
Figura 3.3.2.19. Diagrama ternario del ELL para el sistema ciclooctano (1) + benceno (2) + [BMim][MSO4] (3) a T = 298,15 K, (•─•): datos experimentales;(□- - -□): datos calculados con NRTL
Tabla 3.3.3.19. Parámetros binarios de interacción del sistema ternario, Δgij, parámetro α y desviaciones de la composición (σx) y el coeficiente de distribución (Δ) a T= 298,15 K, para la ecuación NRTL
i‐j Δgij(*) Δgji(*) α σx Δ
1-2 -1,8053 5,0966 0,20 0,472 3,32 1-3 17,498 6,8220 2-3 12,501 -2,4567
Tabla 3.3.4.19. Parámetros binarios de interacción del sistema ternario, Δuij, y desviaciones de la composición (σx) y el coeficiente de distribución (Δ) a T= 298,15 K, para la ecuación UNIQUAC
i‐j Δuij(*) Δuji(*) σx Δ
1-2 1,3361 -0,2312 0,406 2,99 1-3 14,502 0,0879 2-3 0,4586 1,1611
(*)Δgij, Δgji, Δuijy Δuji expresados en kJ·mol-1
[BMim][MSO4]0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0
Benceno
0,0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1,0
Ciclooctano
0,0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1,0
Capítulo 3
92
Tabla 3.3.1.20. Curva de solubilidad del sistema ciclohexeno (1) + benceno (2) + [BMim][MSO4] (3) a T = 298,15 K
x1 x2 /(g·cm-3) 0,071 0,000 1,20730 0,066 0,049 1,20137 0,066 0,094 1,19427 0,054 0,180 1,18883 0,043 0,228 1,18013 0,041 0,276 1,17231 0,037 0,323 1,16329 0,025 0,374 1,15382 0,029 0,427 1,14326 0,000 0,554 1,13194
Tabla 3.3.2.20. Datos experimentales del ELL del sistema ciclohexeno (1) + benceno (2) + [BMim][MSO4] (3) a T = 298,15 K
S
0,889 0,111 0,067 0,076 0,68 9,08 0,839 0,161 0,063 0,105 0,65 8,69 0,775 0,225 0,059 0,142 0,63 8,29 0,717 0,283 0,056 0,176 0,62 7,96 0,660 0,340 0,052 0,206 0,61 7,69 0,542 0,458 0,045 0,271 0,59 7,13 0,419 0,581 0,037 0,331 0,57 6,45 0,292 0,708 0,028 0,394 0,56 5,80 0,154 0,846 0,017 0,458 0,54 4,90
a) b)
Figura 3.3.1.20. a) Coeficiente de distribución y b) selectividad con respecto a x2
I del sistema ciclohexeno (1) + benceno (2) + [BMim][MSO4] (3) a T = 298,15 K
I1x I
2x II1x II
2x
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
coef
icie
nte
de d
istr
ibuc
ión
(
0,0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
I2x
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
sele
ctiv
idad
(S)
0
2
4
6
8
10
12
14
I2x
Equilibrio líquido-líquido
93
Figura 3.3.2.20. Diagrama ternario del ELL del sistema ciclohexeno (1) + benceno (2) + [BMim][MSO4] (3) a T = 298,15 K, (•─•): datos experimentales;(□- - -□): datos calculados con NRTL
Tabla 3.3.3.20 Parámetros binarios de interacción del sistema ternario, Δgij, parámetro α y desviaciones de la composición (σx) y el coeficiente de distribución (Δ) a T= 298,15 K, para la ecuación NRTL
i‐j Δgij(*) Δgji(*) α σx Δ
1-2 -2,7783 4,0620 0,20 0,082 0,92 1-3 31,311 4,9861 2-3 15,074 -3,4123
Tabla 3.3.4.20. Parámetros de correlación del sistema ternario, Δuij, y desviaciones de la composición (σx) y el coeficiente de distribución (Δ) a T= 298,15 K, para la ecuación UNIQUAC
i‐j Δuij(*) Δuji(*) σx Δ
1-2 -0,6010 0,9661 0,069 1,15 1-3 175,49 0,2693 2-3 4,2200 -1,0051
(*)Δgij, Δgji, Δuijy Δuji expresados en kJ·mol-1
[BMim][MSO4]0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0
Benceno
0,0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1,0
Ciclohexeno
0,0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1,0
Capítulo 3
94
Tabla 3.3.1.21. Curva de solubilidad del sistema hexano (1) + tolueno (2) + [BMim][MSO4] (3) a T = 298,15 K
x1 x2 /(g·cm-3) 0,023 0,000 1,20854 0,016 0,050 1,20164 0,011 0,101 1,19423 0,014 0,148 1,18548 0,012 0,199 1,17661 0,010 0,255 1,16651 0,005 0,298 1,15810 0,000 0,328 1,15100
Tabla 3.3.2.21. Datos experimentales del ELL del sistema hexano (1) + tolueno (2) + [BMim][MSO4] (3) a T = 298,15 K
S
0,876 0,124 0,016 0,048 0,39 21,19 0,810 0,190 0,015 0,072 0,38 20,46 0,752 0,248 0,015 0,093 0,38 18,80 0,693 0,307 0,014 0,114 0,37 18,38 0,627 0,373 0,013 0,134 0,36 17,33 0,562 0,438 0,013 0,154 0,35 15,20 0,489 0,511 0,012 0,175 0,34 13,96 0,372 0,628 0,012 0,204 0,32 10,07 0,245 0,755 0,010 0,242 0,32 7,850
a) b)
Figura 3.3.1.21. a) Coeficiente de distribución y b) selectividad con respecto a x2
I del sistema hexano (1) + tolueno (2) + [BMim][MSO4] (3) a T = 298,15 K
I1x I
2x II1x II
2x
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
coef
icie
nte
de d
istr
ibuc
ión
(
0,0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
I2x
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
sele
ctiv
idad
(S)
0
5
10
15
20
25
30
I2x
Equilibrio líquido-líquido
95
Figura 3.3.2.21. Diagrama ternario del ELL del sistema hexano (1) + tolueno (2) + [BMim][MSO4] (3) a T = 298,15 K, (•─•): datos experimentales;(□- - -□): datos calculados con NRTL
Tabla 3.3.3.21. Parámetros binarios de interacción del sistema ternario, Δgij, parámetro α y desviaciones de composición (σx) y el coeficiente de distribución (Δ) a T= 298,15 K, para la ecuación NRTL
i‐j Δgij(*) Δgji(*) α σx Δ
1-2 -2,0031 5,7620 0,10 0,040 0,62 1-3 24,935 1,2423 2-3 118,01 3,9624
Tabla 3.3.4.21. Parámetros binarios de interacción del sistema ternario, Δuij, y desviaciones de la composición (σx) y el coeficiente de distribución (Δ) a T= 298,15 K, para la ecuación UNIQUAC
i‐j Δuij(*) Δuji(*) σx Δ
1-2 -0,74531 1,6100 0,050 0,50 1-3 175,49 0,2907 2-3 1,1793 0,5874
(*)Δgij, Δgji, Δuijy Δuji expresados en kJ·mol-1
[BMim][MSO4]0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0
Tolueno
0,0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1,0
Hexano
0,0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1,0
Capítulo 3
96
Tabla 3.3.1.22. Curva de solubilidad del sistema heptano (1) + tolueno (2) + [BMim][MSO4] (3) a T = 298,15 K
x1 x2 /(g·cm-3) 0,013 0,000 1,20904 0,011 0,053 1,20115 0,011 0,096 1,19475 0,008 0,147 1,18593 0,008 0,200 1,17683 0,008 0,247 1,16873 0,004 0,295 1,15876 0,000 0,328 1,15100
Tabla 3.3.2.22. Datos experimentales del ELL del sistema heptano (1) + tolueno (2) + [BMim][MSO4] (3) a T = 298,15 K
S
0,935 0,065 0,011 0,021 0,32 27,46 0,875 0,125 0,011 0,041 0,33 26,09 0,815 0,185 0,011 0,060 0,32 24,03 0,755 0,245 0,010 0,080 0,33 24,65 0,692 0,308 0,010 0,102 0,33 22,92 0,628 0,372 0,010 0,123 0,33 20,76 0,500 0,500 0,009 0,167 0,33 18,56 0,368 0,632 0,009 0,206 0,33 13,33 0,246 0,754 0,007 0,242 0,32 11,28 0,112 0,888 0,004 0,284 0,32 8,95
a) b)
Figura 3.3.1.22. a) Coeficiente de distribución y b) selectividad con respecto a x2
I del sistema heptano (1) + tolueno (2) + [BMim][MSO4] (3) a T = 298,15 K
I1x I
2x II1x II
2x
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
coef
icie
nte
de d
istr
ibuc
ión
(
0,0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
I2x
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
sele
ctiv
idad
(S)
0
10
20
30
40
I2x
Equilibrio líquido-líquido
97
Figura 3.3.2.22. Diagrama ternario del ELL del sistema heptano (1) + tolueno (2) + [BMim][MSO4] (3) a T = 298,15 K, (•─•): datos experimentales;(□- - -□): datos calculados con NRTL
Tabla 3.3.3.22. Parámetros binarios de interacción del sistema ternario, Δgij, parámetro α y desviaciones de la composición (σx) y el coeficiente de distribución (Δ) a T= 298,15 K, para la ecuación NRTL
i‐j Δgij(*) Δgji(*) α σx Δ
1-2 -3,6059 5,6427 0,10 0,123 1,59 1-3 62,856 6,4290 2-3 96,665 1,8314
Tabla 3.3.4.22. Parámetros binarios de interacción del sistema ternario, Δuij, y desviaciones de la composición (σx) y el coeficiente de distribución (Δ) a T= 298,15 K, para la ecuación UNIQUAC
i‐j Δuij(*) Δuji(*) σx Δ
1-2 0,2180 0,0728 0,390 3,73 1-3 175,49 0,1140 2-3 0,5084 1,0330
(*)Δgij, Δgji, Δuijy Δuji expresados en kJ·mol-1
[BMim][MSO4]0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0
Tolueno
0,0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1,0
Heptano
0,0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1,0
Capítulo 3
98
Tabla 3.3.1.23. Curva de solubilidad del sistema octano (1) + tolueno (2) + [BMim][MSO4] (3) a T = 298,15 K
x1 x2 /(g·cm-3) 0,008 0,000 1,21008 0,007 0,050 1,20340 0,005 0,098 1,19573 0,005 0,150 1,18676 0,004 0,198 1,17807 0,004 0,249 1,16798 0,002 0,294 1,15974 0,000 0,328 1,15100
Tabla 3.3.2.23. Datos experimentales del ELL del sistema octano (1) + tolueno (2) + [BMim][MSO4] (3) a T = 298,15 K
S
0,874 0,126 0,005 0,044 0,35 61,04 0,815 0,185 0,005 0,065 0,35 57,27 0,750 0,250 0,005 0,088 0,35 52,80 0,692 0,308 0,005 0,108 0,35 48,53 0,628 0,372 0,005 0,129 0,35 43,55 0,500 0,500 0,005 0,172 0,34 34,40 0,376 0,624 0,005 0,204 0,33 24,58 0,252 0,748 0,004 0,241 0,32 20,30 0,128 0,872 0,003 0,278 0,32 13,60
a) b)
Figura 3.3.1.23. a) Coeficiente de distribución y b) selectividad con respecto a x2
I del sistema octano (1) + tolueno (2) + [BMim][MSO4] (3) a T = 298,15 K
I1x I
2x II1x II
2x
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
coef
icie
nte
de d
istr
ibuc
ión
(
0,0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
I2x
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
sele
ctiv
idad
(S)
0
20
40
60
80
I2x
Equilibrio líquido-líquido
99
Figura 3.3.1.23. Diagrama ternario del ELL para el sistema octano (1) + tolueno (2) + [BMim][MSO4] (3) a T = 298,15 K, (•─•): datos experimentales;(□- - -□): datos calculados con NRTL
Tabla 3.3.3.23. Parámetros binarios de interacción del sistema ternario, Δgij, parámetro α y desviaciones de la composición (σx) y el coeficiente de distribución (Δ) a T= 298,15 K, para la ecuación NRTL
i‐j Δgij(*) Δgji(*) α σx Δ
1-2 -2,6308 5,3759 0,20 0,089 0,93 1-3 13,877 9,0074 2-3 29,940 0,8948
Tabla 3.3.4.23. Parámetros binarios de interacción del sistema ternario, Δuij, y desviaciones de la composición (σx) y el coeficiente de distribución (Δ) a T= 298,15 K, para la ecuación UNIQUAC
i‐j Δuij(*) Δuji(*) σx Δ
1-2 0,4798 0,0415 0,323 2,16 1-3 100,41 0,2116 2-3 0,1564 1,4423
(*)Δgij, Δgji, Δuijy Δuji expresados en kJ·mol-1
[BMim][MSO4]0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0
Tolueno
0,0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1,0
Octano
0,0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1,0
Capítulo 3
100
Tabla 3.3.1.24. Curva de solubilidad del sistema nonano (1) + tolueno (2) + [BMim][MSO4] (3) a T = 298,15 K
x1 x2 /(g·cm-3) 0,005 0,000 1,21088 0,005 0,051 1,20374 0,004 0,098 1,19590 0,005 0,151 1,18687 0,004 0,196 1,17864 0,004 0,248 1,16908 0,002 0,293 1,15935 0,000 0,328 1,15100
Tabla 3.3.2.24. Datos experimentales del ELL del sistema nonano (1) + tolueno (2) + [BMim][MSO4] (3) a T = 298,15 K
S
0,929 0,071 0,005 0,023 0,32 60,19 0,874 0,126 0,005 0,040 0,32 55,49 0,810 0,190 0,005 0,061 0,32 52,01 0,750 0,250 0,005 0,080 0,32 48,00 0,684 0,316 0,005 0,101 0,32 43,72 0,625 0,375 0,005 0,122 0,33 40,67 0,499 0,501 0,005 0,162 0,32 32,27 0,367 0,633 0,005 0,206 0,33 23,89 0,247 0,753 0,005 0,243 0,32 15,94
a) b)
Figura 3.3.1.24. a) Coeficiente de distribución y b) selectividad con respecto a x2
I del sistema nonano (1) + tolueno (2) + [BMim][MSO4] (3) a T = 298,15 K
I1x I
2x II1x II
2x
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
coef
icie
nte
de d
istr
ibuc
ión
(
0,0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
I2x
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
sele
ctiv
idad
(S)
0
20
40
60
80
I2x
Equilibrio líquido-líquido
101
Figura 3.3.2.24. Diagrama ternario del ELL del sistema nonano (1) + tolueno (2) + [BMim][MSO4] (3) a T = 298,15 K, (•─•): datos experimentales;(□- - -□): datos calculados con NRTL
Tabla 3.3.3.24. Parámetros binarios de interacción del sistema ternario, Δgij, parámetro α y desviaciones de la composición (σx) y el coeficiente de distribución (Δ) a T= 298,15 K, para la ecuación NRTL
i‐j Δgij(*) Δgji(*) α σx Δ
1-2 -2,4792 6,7991 0,20 0,266 3,83 1-3 13,698 8,9166 2-3 34,917 2,4127
Tabla 3.3.4.24. Parámetros binarios de interacción del sistema ternario, Δuij, y desviaciones de la composición (σx) y el coeficiente de distribución (Δ) a T= 298,15 K, para la ecuación UNIQUAC
i‐j Δuij(*) Δuji(*) σx Δ
1-2 -0,6637 1,6041 0,271 2,76 1-3 16,789 -0,0540 2-3 0,4406 1,2835
(*)Δgij, Δgji, Δuijy Δuji expresados en kJ·mol-1
[BMim][MSO4]0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0
Tolueno
0,0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1,0
Nonano
0,0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1,0
Capítulo 3
102
Tabla 3.3.1.25. Curva de solubilidad del sistema ciclohexano (1) + tolueno (2) + [BMim][MSO4] (3) a T = 298,15 K
x1 x2 /(g·cm-3) 0,039 0,000 1,20453 0,033 0,050 1,19876 0,030 0,096 1,19142 0,026 0,143 1,18351 0,021 0,194 1,17539 0,017 0,244 1,16710 0,000 0,328 1,15100
Tabla 3.3.2.25. Datos experimentales del ELL del sistema ciclohexano (1) + tolueno (2) + [BMim][MSO4] (3) a T = 298,15 K
S
0,880 0,120 0,034 0,046 0,38 9,92 0,820 0,180 0,033 0,069 0,38 9,53 0,763 0,237 0,030 0,089 0,38 9,55 0,698 0,302 0,028 0,112 0,37 9,25 0,632 0,368 0,026 0,133 0,36 8,79 0,503 0,497 0,023 0,172 0,35 7,57 0,380 0,620 0,019 0,209 0,34 6,74 0,246 0,754 0,014 0,248 0,33 5,78 0,119 0,881 0,008 0,290 0,33 4,90
a) b)
Figura 3.3.1.25. a) Coeficiente de distribución y b) selectividad con respecto a x2
I del sistema ciclohexano (1) + tolueno (2) + [BMim][MSO4] (3) a T = 298,15 K
I1x I
2x II1x II
2x
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
coef
icie
nte
de d
istr
ibuc
ión
(
0,0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
I2x
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
sele
ctiv
idad
(S)
0
5
10
15
20
I2x
Equilibrio líquido-líquido
103
Figura 3.3.2.25. Diagrama ternario del ELL del sistema ciclohexano (1) + tolueno (2) + [BMim][MSO4] (3) a T = 298,15 K, (•─•): datos experimentales;(□- - -□): datos calculados con NRTL
Tabla 3.3.3.25. Parámetros binarios de interacción del sistema ternario, Δgij, parámetro α y desviaciones de la composición (σx) y el coeficiente de distribución (Δ) a T= 298,15 K, para la ecuación NRTL
i‐j Δgij(*) Δgji(*) α σx Δ
1-2 -2,5990 4,4753 0,12 0,053 0,52 1-3 23,878 0,9268 2-3 69,508 0,9847
Tabla 3.3.4.25. Parámetros binarios de interacción del sistema ternario, Δuij, y desviaciones de la composición (σx) y el coeficiente de distribución (Δ) a T= 298,15 K, para la ecuación UNIQUAC
i‐j Δuij(*) Δuji(*) σx Δ
1-2 -0,6962 1,2144 0,054 0,54 1-3 17,549 0,2739 2-3 3,4745 -0,5972
(*)Δgij, Δgji, Δuijy Δuji expresados en kJ·mol-1
[BMim][MSO4]0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0
Tolueno
0,0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1,0
Ciclohexano
0,0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1,0
Capítulo 3
104
Tabla 3.3.1.26. Curva de solubilidad del sistema ciclooctano (1) + tolueno (2) + [BMim][MSO4] (3) a T = 298,15 K
x1 x2 /(g·cm-3) 0,020 0,000 1,20763 0,014 0,048 1,20237 0,014 0,094 1,19457 0,012 0,146 1,18614 0,013 0,193 1,17753 0,008 0,234 1,17073 0,006 0,293 1,15900 0,000 0,328 1,15100
Tabla 3.3.2.26. Datos experimentales del ELL del sistema ciclooctano (1) + tolueno (2) + [BMim][MSO4] (3) a T = 298,15 K
S
0,950 0,050 0,017 0,021 0,42 23,47 0,891 0,109 0,016 0,045 0,41 22,99 0,836 0,164 0,015 0,066 0,40 22,43 0,786 0,214 0,014 0,085 0,40 22,30 0,706 0,294 0,013 0,111 0,38 20,50 0,648 0,352 0,013 0,132 0,38 18,69 0,514 0,486 0,011 0,171 0,35 16,44 0,380 0,620 0,009 0,208 0,34 14,16 0,264 0,736 0,007 0,246 0,33 12,61 0,112 0,888 0,004 0,285 0,32 8,99
a) b)
Figura 3.3.1.26. a) Coeficiente de distribución y b) selectividad con respecto a x2
I del sistema ciclooctano (1) + tolueno (2) + [BMim][MSO4] (3) a T = 298,15 K
I1x I
2x II1x II
2x
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
coef
icie
nte
de d
istr
ibuc
ión
(
0,0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
I2x
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
sele
ctiv
idad
(S)
0
5
10
15
20
25
30
I2x
Equilibrio líquido-líquido
105
Figura 3.3.2.26. Diagrama ternario del ELL del sistema ciclooctano (1) + tolueno (2) + [BMim][MSO4] (3) a T = 298,15 K, (•─•): datos experimentales;(□- - -□): datos calculados con NRTL
Tabla 3.3.3.26. Parámetros binarios de interacción del sistema ternario, Δgij, parámetro α y desviaciones de la composición (σx) y el coeficiente de distribución (Δ) a T= 298,15 K, para la ecuación NRTL
i‐j Δgij(*) Δgji(*) α σx Δ
1-2 -3,7071 6,1242 0,10 0,128 1,54 1-3 29,119 1,2510 2-3 86,396 0,6087
Tabla 3.3.4.26. Parámetros binarios de interacción del sistema ternario, Δuij, y desviaciones de la composición (σx) y el coeficiente de distribución (Δ) a T= 298,15 K, para la ecuación UNIQUAC
i‐j Δuij(*) Δuji(*) σx Δ
1-2 -0,4093 0,8864 0,103 1,20 1-3 1586,3 -0,0616 2-3 5,0527 -0,9091
(*)Δgij, Δgji, Δuijy Δuji expresados en kJ·mol-1
[BMim][MSO4]0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0
Tolueno
0,0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
Ciclooctano
0,0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
Capítulo 3
106
Tabla 3.3.1.27. Curva de solubilidad del sistema metilciclohexano (1) + tolueno (2) + [BMim][MSO4] (3) a T = 298,15 K
x1 x2 /(g·cm-3) 0,028 0,000 1,20730 0,020 0,050 1,20053 0,019 0,096 1,19330 0,017 0,146 1,18500 0,015 0,195 1,17661 0,011 0,249 1,16745 0,006 0,291 1,15898 0,000 0,328 1,15100
Tabla 3.3.2.27. Datos experimentales del ELL del sistema metilciclohexano (1) + tolueno (2) + [BMim][MSO4] (3) a T = 298,15 K
S
0,938 0,062 0,021 0,023 0,37 16,57 0,878 0,122 0,020 0,045 0,37 16,19 0,851 0,149 0,020 0,054 0,36 15,42 0,743 0,257 0,018 0,091 0,35 14,62 0,722 0,278 0,018 0,097 0,35 14,00 0,629 0,371 0,018 0,128 0,35 12,06 0,511 0,489 0,017 0,164 0,34 10,08 0,382 0,618 0,015 0,203 0,33 8,37 0,248 0,752 0,011 0,246 0,33 7,38 0,123 0,877 0,006 0,287 0,33 6,71
a) b)
Figura 3.3.1.27. a) Coeficiente de distribución y b) selectividad con respecto a x2
I del sistema metilciclohexano (1) + tolueno (2) + [BMim][MSO4] (3) a T = 298,15 K
I1x I
2x II1x II
2x
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
coef
icie
nte
de d
istr
ibuc
ión
(
0,0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
I2x
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
sele
ctiv
idad
(S)
0
5
10
15
20
25
I2x
Equilibrio líquido-líquido
107
Figura 3.3.2.27. Diagrama ternario del ELL del sistema metilciclohexano (1) + tolueno (2) + [BMim][MSO4] (3) a T = 298,15 K, (•─•): datos experimentales;(□- - -□): datos calculados con NRTL
Tabla 3.3.3.27. Parámetros binarios de interacción del sistema ternario, Δgij, parámetro α y desviaciones de la composición (σx) y el coeficiente de distribución (Δ) a T= 298,15 K, para la ecuación NRTL
i‐j Δgij(*) Δgji(*) α σx Δ
1-2 -1,2437 1,9637 0,20 0,058 0,55 1-3 15,7746 5,6914 2-3 17,4345 -1,3040
Tabla 3.3.4.27. Parámetros binarios de interacción del sistema ternario, Δuij, y desviaciones de la composición (σx) y el coeficiente de distribución (Δ) a T= 298,15 K, para la ecuación UNIQUAC
i‐j Δuij(*) Δuji(*) σx Δ
1-2 0,8432 -0,5815 0,043 0,29 1-3 1,7387 1,4815 2-3 4,4650 -0,8385
(*)Δgij, Δgji, Δuijy Δuji expresados en kJ·mol-1
[BMim][MSO4]0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0
Tolueno
0,0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1,0
Metilciclohexano
0,0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1,0
Capítulo 3
108
Tabla 3.3.1.28. Curva de solubilidad del sistema ciclohexeno (1) + tolueno (2) + [BMim][MSO4] (3) a T = 298,15 K
x1 x2 /(g·cm-3) 0,071 0,000 1,20185 0,055 0,050 1,19654 0,053 0,093 1,19125 0,042 0,137 1,18383 0,035 0,188 1,17545 0,019 0,239 1,16777 0,007 0,292 1,15999 0,000 0,328 1,15100
Tabla 3.3.2.28. Datos experimentales del ELL del sistema ciclohexeno (1) + tolueno (2) + [BMim][MSO4] (3) a T = 298,15 K
S
0,869 0,131 0,061 0,053 0,40 5,76 0,811 0,189 0,054 0,071 0,38 5,64 0,757 0,243 0,052 0,090 0,37 5,39 0,688 0,312 0,048 0,110 0,35 5,05 0,629 0,372 0,045 0,127 0,34 4,77 0,507 0,493 0,038 0,159 0,32 4,30 0,373 0,627 0,031 0,195 0,31 3,74 0,293 0,707 0,028 0,220 0,31 3,26 0,115 0,885 0,014 0,272 0,31 2,52
a) b)
Figura 3.3.1.28. a) Coeficiente de distribución y b) selectividad con respecto a x2
I del sistema ciclohexeno (1) + tolueno (2) + [BMim][MSO4] (3) a la T = 298,15 K
I1x I
2x II1x II
2x
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
coef
icie
nte
de d
istr
ibuc
ión
(
0,0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
I2x
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
sele
ctiv
idad
(S)
0
2
4
6
8
I2x
Equilibrio líquido-líquido
109
Figura 3.3.2.28. Diagrama ternario del ELL del sistema ciclohexeno (1) + tolueno (2) + [BMim][MSO4] (3) a T = 298,15 K, (•─•): datos experimentales;(□- - -□): datos calculados con NRTL
Tabla 3.3.3.28. Parámetros binarios de interacción del sistema ternario, Δgij, parámetro α y desviaciones de la composición (σx) y el coeficiente de distribución (Δ) a T= 298,15 K, para la ecuación NRTL
i‐j Δgij(*) Δgji(*) α σx Δ
1-2 -1,3050 3,4613 0,12 0,128 1,94 1-3 21,4313 -0,5163 2-3 71,7536 1,6462
Tabla 3.3.4.27. Parámetros binarios de interacción del sistema ternario, Δuij, y desviaciones de la composición (σx) y el coeficiente de distribución (Δ) a T= 298,15 K, para la ecuación UNIQUAC
i‐j Δuij(*) Δuji(*) σx Δ
1-2 -0,8233 1,5774 0,180 2,42 1-3 175,49 0,3869 2-3 3,5740 -0,5361
(*)Δgij, Δgji, Δuijy Δuji expresados en kJ·mol-1
[BMim][MSO4]0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0
Tolueno
0,0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1,0
Ciclohexeno
0,0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1,0
Capítulo 3
110
Tabla 3.3.1.29. Curva de solubilidad del sistema hexano (1) + etilbenceno (2) + [BMim][MSO4] (3) a T = 298,15 K
x1 x2 /(g·cm-3) 0,023 0,000 1,20854 0,019 0,024 1,20544 0,014 0,052 1,20049 0,015 0,072 1,19677 0,011 0,102 1,19155 0,008 0,131 1,18649 0,007 0,170 1,17877 0,000 0,189 1,17449
Tabla 3.3.2.29. Datos experimentales del ELL del sistema hexano (1) + etilbenceno (2) + [BMim][MSO4] (3) a T = 298,15 K
S
0,924 0,076 0,018 0,016 0,21 10,81 0,858 0,142 0,017 0,030 0,21 10,66 0,799 0,201 0,016 0,041 0,20 10,19 0,735 0,265 0,015 0,052 0,20 9,62 0,738 0,262 0,015 0,051 0,19 9,58 0,609 0,391 0,013 0,076 0,19 9,11 0,478 0,522 0,012 0,099 0,19 7,55 0,348 0,652 0,010 0,122 0,19 6,51 0,210 0,790 0,008 0,142 0,18 4,72 0,082 0,918 0,005 0,164 0,18 2,93
a) b)
Figura 3.3.1.29. a) Coeficiente de distribución y b) selectividad con respecto a x2
I del sistema hexano (1) + etilbenceno (2) + [BMim][MSO4] (3) a T = 298,15 K
I1x I
2x II1x II
2x
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
coef
icie
nte
de d
istr
ibuc
ión
(
0,0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
I2x
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
sele
ctiv
idad
(S)
0
2
4
6
8
10
12
14
I2x
Equilibrio líquido-líquido
111
Figura 3.3.2.29. Diagrama ternario del ELL del sistema hexano (1) + etilbenceno (2) + [BMim][MSO4] (3) a T = 298,15 K, (•─•): datos experimentales;(□- - -□): datos calculados con NRTL
Tabla 3.3.3.29. Parámetros binarios de interacción del sistema ternario, Δgij, parámetro α y desviaciones de composición (σx) y el coeficiente de distribución (Δ) a T= 298,15 K, para la ecuación NRTL
i‐j Δgij(*) Δgji(*) α σx Δ
1-2 -3,0274 6,9203 0,20 0,123 2,63 1-3 18,009 6,2259 2-3 26,796 2,2402
Tabla 3.3.3.29. Parámetros binarios de interacción del sistema ternario, Δuij, y desviaciones de la composición (σx) y el coeficiente de distribución (Δ) a T= 298,15 K, para la ecuación UNIQUAC
i‐j Δuij(*) Δuji(*) σx Δ
1-2 -1,4080 2,6654 0,165 3,84 1-3 679,28 0,2105 2-3 1,8776 0,2553
(*)Δgij, Δgji, Δuijy Δuji expresados en kJ·mol-1
[BMim][MSO4]0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0
Etilbenceno
0,0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1,0
Hexano
0,0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1,0
Capítulo 3
112
Tabla 3.3.1.30. Curva de solubilidad del sistema ciclohexano (1) + etilbenceno (2) + [BMim][MSO4] (3) a T = 298,15 K
x1 x2 /(g·cm-3) 0,039 0,000 1,20453 0,035 0,024 1,20217 0,031 0,048 1,19881 0,025 0,068 1,19542 0,020 0,100 1,19033 0,016 0,129 1,18541 0,009 0,169 1,17879 0,000 0,189 1,17449
Tabla 3.3.2.30. Datos experimentales del ELL del sistema ciclohexano (1) + etilbenceno (2) + [BMim][MSO4] (3) a T = 298,15 K
S
0,867 0,133 0,032 0,024 0,18 4,89 0,805 0,195 0,032 0,035 0,18 4,52 0,743 0,257 0,029 0,048 0,19 4,79 0,676 0,324 0,027 0,062 0,19 4,79 0,618 0,382 0,025 0,073 0,19 4,72 0,485 0,515 0,022 0,094 0,18 4,02 0,349 0,651 0,018 0,119 0,18 3,54 0,219 0,781 0,013 0,142 0,18 3,06 0,096 0,904 0,008 0,164 0,18 2,18
a) b)
Figura 3.3.1.30. a) Coeficiente de distribución y b) selectividad con respecto a x2
I del sistema ciclohexano (1) + etilbenceno (2) + [BMim][MSO4] (3) a T = 298,15 K
I1x I
2x II1x II
2x
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
coef
icie
nte
de d
istr
ibuc
ión
(
0,0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
I2x
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
sele
ctiv
idad
(S)
0
2
4
6
8
I2x
Equilibrio líquido-líquido
113
Figura 3.3.2.30. Diagrama ternario del ELL del sistema ciclohexano (1) + etilbenceno (2) + [BMim][MSO4] (3) a T = 298,15 K, (•─•): datos experimentales;(□- - -□): datos calculados con NRTL
Tabla 3.3.3.30. Parámetros binarios de interacción del sistema ternario, Δgij, parámetro α y desviaciones de la composición (σx) y el coeficiente de distribución (Δ) a T= 298,15 K, para la ecuación NRTL
i‐j Δgij(*) Δgji(*) α σx Δ
1-2 -5,9681 9,6742 0,10 0,088 2,11 1-3 26,272 -0,6358 2-3 86,802 2,6081
Tabla 3.3.4.30. Parámetros binarios de interacción del sistema ternario, Δuij, y desviaciones de la composición (σx) y el coeficiente de distribución (Δ) a T= 298,15 K, para la ecuación UNIQUAC
i‐j Δuij(*) Δuji(*) σx Δ
1-2 -1,5143 2,7488 0,110 1,98 1-3 175,49 0,3047 2-3 1,5625 0,4029
(*)Δgij, Δgji, Δuijy Δuji expresados en kJ·mol-1
[BMim][MSO4]0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0
Etilbenceno
0,0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1,0
Ciclohexano
0,0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1,0
Capítulo 3
114
Tabla 3.3.1.31. Curva de solubilidad del sistema ciclooctano (1) + etilbenceno (2) + [BMim][MSO4] (3) a T = 298,15 K
x1 x2 /(g·cm-3) 0,020 0,000 1,20763 0,017 0,024 1,20509 0,014 0,049 1,20086 0,013 0,070 1,19733 0,010 0,101 1,19188 0,010 0,130 1,18654 0,006 0,151 1,18234 0,000 0,189 1,17449
Tabla 3.3.2.31. Datos experimentales del ELL del sistema ciclooctano (1) + etilbenceno (2) + [BMim][MSO4] (3) a T = 298,15 K
S
0,865 0,135 0,016 0,022 0,16 8,81 0,808 0,192 0,016 0,032 0,17 8,42 0,741 0,259 0,015 0,045 0,17 8,58 0,647 0,353 0,014 0,065 0,18 8,51 0,526 0,474 0,012 0,090 0,19 8,32 0,401 0,599 0,010 0,111 0,19 7,43 0,281 0,719 0,008 0,135 0,19 6,60 0,133 0,867 0,005 0,162 0,19 4,97
a) b)
Figura 3.3.1.31. a) Coeficiente de distribución y b) selectividad con respecto a x2
I del sistema ciclooctano (1) + etilbenceno (2) + [BMim][MSO4] (3) a T = 298,15 K
I1x I
2x II1x II
2x
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
coef
icie
nte
de d
istr
ibuc
ión
(
0,0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
I2x
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
sele
ctiv
idad
(S)
0
2
4
6
8
10
12
14
I2x
Equilibrio líquido-líquido
115
Figura 3.3.2.31. Diagrama ternario del ELL del sistema ciclooctano (1) + etilbenceno (2) + [BMim][MSO4] (3) a T = 298,15 K, (•─•): datos experimentales;(□- - -□): datos calculados con NRTL
Tabla 3.3.3.31. Parámetros binarios de interacción del sistema ternario, Δgij, parámetro α y desviaciones de la composición (σx) y el coeficiente de distribución (Δ) a T= 298,15 K, para la ecuación NRTL
i‐j Δgij(*) Δgji(*) α σx Δ
1-2 -6,8810 10,6776 0,10 0,065 1,27 1-3 13,9928 2,2809 2-3 83,2943 2,0735
Tabla 3.3.4.31. Parámetros binarios de interacción del sistema ternario, Δuij, y desviaciones de la composición (σx) y el coeficiente de distribución (Δ) a T= 298,15 K, para la ecuación UNIQUAC
i‐j Δuij(*) Δuji(*) σx Δ
1-2 -1,6043 2,7439 0,085 1,74 1-3 36,916 -0,0826 2-3 1,6581 0,3121
(*)Δgij, Δgji, Δuijy Δuji expresados en kJ·mol-1
[BMim][MSO4]0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0
Etilbenceno
0,0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1,0
Ciclooctano
0,0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1,0
Capítulo 3
116
Tabla 3.3.1.32. Curva de solubilidad del sistema metilciclohexano (1) + etilbenceno (2) + [BMim][MSO4] (3) a T = 298,15 K
x1 x2 /(g·cm-3) 0,028 0,000 1,20730 0,020 0,038 1,20260 0,016 0,059 1,19913 0,013 0,090 1,19353 0,010 0,123 1,18749 0,009 0,151 1,18272 0,004 0,167 1,17973 0,000 0,189 1,17449
Tabla 3.3.2.32. Datos experimentales del ELL del sistema metilciclohexano (1) + etilbenceno (2) + [BMim][MSO4] (3) a T = 298,15 K
S
0,887 0,113 0,020 0,022 0,19 8,63 0,803 0,197 0,019 0,038 0,19 8,15 0,738 0,262 0,018 0,049 0,19 7,67 0,673 0,327 0,016 0,062 0,19 7,98 0,613 0,387 0,015 0,073 0,19 7,71 0,475 0,525 0,013 0,098 0,19 6,82 0,343 0,657 0,011 0,119 0,18 5,65 0,214 0,786 0,008 0,143 0,18 4,87 0,096 0,904 0,005 0,163 0,18 3,46
a) b)
Figura 3.3.1.32. a) Coeficiente de distribución y b) selectividad con respecto a x2
I del sistema metilciclohexano (1) + etilbenceno (2) + [BMim][MSO4] (3) a T = 298,15 K
I1x I
2x II1x II
2x
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
coef
icie
nte
de d
istr
ibuc
ión
(
0,0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
I2x
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
sele
ctiv
idad
(S)
0
2
4
6
8
10
12
14
I2x
Equilibrio líquido-líquido
117
Figura 3.3.2.32. Diagrama ternario del ELL del sistema metilciclohexano (1) + etilbenceno (2) + [BMim][MSO4] (3) a T = 298,15 K, (•─•): datos experimentales;(□- - -□): datos calculados con NRTL
Tabla 3.3.3.32. Parámetros binarios de interacción del sistema ternario, Δgij, parámetro α y desviaciones de la composición (σx) y el coeficiente de distribución (Δ) a T= 298,15 K, para la ecuación NRTL
i‐j Δgij(*) Δgji(*) α σx Δ
1-2 -5,3190 8,7324 0,10 0,091 2,39 1-3 29,737 0,7345 2-3 84,916 2,3975
Tabla 3.3.4.32. Parámetros binarios de interacción del sistema ternario, Δuij, y desviaciones de la composición (σx) y el coeficiente de distribución (Δ) a T= 298,15 K, para la ecuación UNIQUAC
i‐j Δuij(*) Δuji(*) σx Δ
1-2 -1,3087 2,3133 0,106 2,38 1-3 175,49 0,1828 2-3 2,0357 0,1490
(*)Δgij, Δgji, Δuijy Δuji expresados en kJ·mol-1
[BMim][MSO4]0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0
Etilbenceno
0,0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1,0
Metilciclohexano
0,0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1,0
Capítulo 3
118
Tabla 3.3.1.33. Curva de solubilidad del sistema ciclohexeno (1) + etilbenceno (2) + [BMim][MSO4] (3) a T = 298,15 K
x1 x2 /(g·cm-3) 0,071 0,000 1,20185 0,059 0,024 1,20034 0,050 0,049 1,19708 0,051 0,069 1,19355 0,046 0,098 1,18838 0,032 0,130 1,18464 0,007 0,172 1,17954 0,000 0,189 1,17449
Tabla 3.3.2.33. Datos experimentales del ELL del sistema ciclohexeno (1) + etilbenceno (2) + [BMim][MSO4] (3) a T = 298,15 K
S
0,901 0,099 0,056 0,038 0,38 6,18 0,853 0,147 0,054 0,047 0,32 5,05 0,800 0,200 0,049 0,062 0,31 5,06 0,742 0,258 0,048 0,067 0,26 4,01 0,692 0,308 0,043 0,079 0,26 4,13 0,579 0,421 0,036 0,104 0,25 3,97 0,460 0,540 0,037 0,113 0,21 2,60 0,327 0,673 0,028 0,137 0,20 2,38 0,180 0,820 0,018 0,156 0,19 1,90
a) b)
Figura 3.3.1.33. a) Coeficiente de distribución y b) selectividad con respecto a x2
I del sistema ciclohexeno (1) + etilbenceno (2) + [BMim][MSO4] (3) a T = 298,15 K
I1x I
2x II1x II
2x
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
coef
icie
nte
de d
istr
ibuc
ión
(
0,0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
I2x
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
sele
ctiv
ida
d (S
)
0
2
4
6
8
10
I2x
Equilibrio líquido-líquido
119
Figura 3.3.2.33. Diagrama ternario del ELL del sistema ciclohexeno (1) + etilbenceno (2) + [BMim][MSO4] (3) a T = 298,15 K, (•─•): datos experimentales;(□- - -□): datos calculados con NRTL
Tabla 3.3.3.33. Parámetros binarios de interacción del sistema ternario, Δgij, parámetro α y desviaciones de la composición (σx) y el coeficiente de distribución (Δ) a T= 298,15 K, para la ecuación NRTL
i‐j Δgij(*) Δgji(*) α σx Δ
1-2 2,1351 0,0415 0,10 0,158 4,83 1-3 61,488 2,1165 2-3 22,079 -4,7849
Tabla 3.3.4.33. Parámetros binarios de interacción del sistema ternario, Δuij, y desviaciones de la composición (σx) y el coeficiente de distribución (Δ) a T= 298,15 K, para la ecuación UNIQUAC
i‐j Δuij(*) Δuji(*) σx Δ
1-2 0,3613 0,2715 0,153 3,99 1-3 16,853 0,4951 2-3 8,7606 -1,0607
(*)Δgij, Δgji, Δuijy Δuji expresados en kJ·mol-1
[BMim][MSO4]0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0
Etilbenceno
0,0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1,0
Ciclohexeno
0,0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1,0
Capítulo 3
120
Tabla 3.3.1.34. Curva de solubilidad del sistema hexano (1) + benceno (2) + [BMim][NTf2] (3) a T = 298,15 K
x1 x2 /(g·cm-3) 0,095 0,000 1,40469 0,086 0,090 1,38865 0,088 0,179 1,36877 0,087 0,281 1,34568 0,074 0,366 1,31863 0,066 0,460 1,28648 0,068 0,570 1,23535 0,056 0,657 1,19419 0,019 0,770 1,14057 0,000 0,820 1,12057
Tabla 3.3.2.34. Datos experimentales del ELL del sistema hexano (1) + benceno (2) + [BMim][NTf2] (3) a T = 298,15 K
S
0,906 0,094 0,086 0,162 1,72 18,16 0,868 0,132 0,084 0,215 1,63 16,83 0,825 0,175 0,082 0,279 1,59 16,04 0,789 0,211 0,081 0,316 1,50 14,59 0,736 0,264 0,078 0,372 1,41 13,30 0,655 0,345 0,073 0,464 1,34 12,07 0,532 0,468 0,068 0,530 1,13 8,86 0,405 0,595 0,058 0,616 1,04 7,23 0,264 0,736 0,049 0,680 0,92 4,98 0,182 0,818 0,043 0,714 0,87 3,69
a) b)
Figura 3.3.1.34. a) Coeficiente de distribución y b) selectividad con respecto a x2
I del sistema hexano (1) + benceno (2) + [BMim][NTf2] (3) a T = 298,15 K : (●) Experimental; (○) bibliografía1
1 Arce, A.; Earle, M. J.;Rodríguez, H.; Seddon, R. K.; J. Phys. Chem. B.2007, 111, 4732-4736.
I1x I
2x II1x II
2x
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
coef
icie
nte
de d
istr
ibuc
ión
(
0,0
0,5
1,0
1,5
2,0
I2x
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
sele
ctiv
idad
(S)
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
I2x
Equilibrio líquido-líquido
121
Figura 3.3.2.34. Diagrama ternario del ELL del sistema hexano (1) + benceno (2) + [BMim][NTf2] (3) a T = 298,15 K, (•─•): datos experimentales;(□- - -□): datos calculados con NRTL
Tabla 3.3.3.34. Parámetros binarios de interacción del sistema ternario, Δgij, parámetro α y desviaciones de la composición (σx) y el coeficiente de distribución (Δ) a T= 298,15 K, para la ecuación NRTL
i‐j Δgij(*) Δgji(*) α σx Δ
1-2 -0,7741 4,4162 0,30 0,282 1,48 1-3 14,464 4,8961 2-3 32,288 -0,4284
Tabla 3.3.4.34. Parámetros binarios de interacción del sistema ternario, Δuij, y desviaciones de la composición (σx) y el coeficiente de distribución (Δ) a T= 298,15 K, para la ecuación UNIQUAC
i‐j Δuij(*) Δuji(*) σx Δ
1-2 -0,8640 1,7822 0,271 1,43 1-3 1,7441 0,1592 2-3 7,2051 -2,1573
(*)Δgij, Δgji, Δuijy Δuji expresados en kJ·mol-1
[BMim][NTf2]0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0
Benceno
0,0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1,0
Hexano
0,0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1,0
Capítulo 3
122
Tabla 3.3.1.35. Curva de solubilidad del sistema heptano (1) + benceno (2) + [BMim][NTf2] (3) a T = 298,15 K
x1 x2 /(g·cm-3) 0,065 0,000 1,41402 0,059 0,086 1,39786 0,058 0,187 1,37776 0,055 0,291 1,35107 0,058 0,405 1,31512 0,053 0,492 1,28301 0,049 0,583 1,23977 0,057 0,669 1,18737 0,014 0,792 1,13292 0,000 0,820 1,12057
Tabla 3.3.2.35. Datos experimentales del ELL del sistema heptano (1) + benceno (2) + [BMim][NTf2] (3) a T = 298,15 K
S
0,957 0,043 0,059 0,074 1,72 27,91 0,916 0,084 0,059 0,143 1,70 26,43 0,866 0,134 0,058 0,214 1,60 23,85 0,825 0,175 0,056 0,263 1,50 22,14 0,777 0,223 0,055 0,321 1,44 20,34 0,732 0,268 0,054 0,367 1,37 18,56 0,633 0,367 0,052 0,453 1,23 15,03 0,526 0,474 0,052 0,530 1,12 11,31 0,404 0,596 0,054 0,592 0,99 7,43 0,270 0,730 0,047 0,665 0,91 5,23
a) b)
Figura 3.3.1.35. a) Coeficiente de distribución y b) selectividad con respecto a x2
I del sistema heptano (1) + benceno (2) + [BMim][NTf2] (3) a T = 298,15 K
I1x I
2x II1x II
2x
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
coef
icie
nte
de d
istr
ibuc
ión
(
0,0
0,5
1,0
1,5
2,0
I2x
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
sele
ctiv
idad
(S)
0
5
10
15
20
25
30
I2x
Equilibrio líquido-líquido
123
Figura 3.3.2.35. Diagrama ternario del ELL del sistema heptano (1) + benceno (2) + [BMim][NTf2] (3) a T = 298,15 K, (•─•): datos experimentales;(□- - -□): datos calculados con NRTL
Tabla 3.3.3.35. Parámetros binarios de interacción del sistema ternario, Δgij, parámetro α y desviaciones de la composición (σx) y el coeficiente de distribución (Δ) a T= 298,15 K, para la ecuación NRTL
i‐j Δgij(*) Δgji(*) α σx Δ
1-2 -1,1271 4,5883 0,30 0,474 1,47 1-3 8,2523 5,1873 2-3 30,273 -0,7901
Tabla 3.3.4.35. Parámetros binarios de interacción del sistema ternario, Δuij, y desviaciones de la composición (σx) y el coeficiente de distribución (Δ) a T= 298,15 K, para la ecuación UNIQUAC
i‐j Δuij(*) Δuji(*) σx Δ
1-2 0,6411 -0,0143 0,145 1,44 1-3 1,9751 0,3952 2-3 3,5574 -1,5991
(*)Δgij, Δgji, Δuijy Δuji expresados en kJ·mol-1
[BMim][NTf2]0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0
Benceno
0,0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1,0
Heptano
0,0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1,0
Capítulo 3
124
Tabla 3.3.1.36. Curva de solubilidad del sistema octano (1) + benceno (2) + [BMim][NTf2] (3) a T = 298,15 K
x1 x2 /(g·cm-3) 0,043 0,000 1,42022 0,062 0,093 1,40372 0,066 0,188 1,38401 0,060 0,285 1,36178 0,054 0,379 1,33214 0,056 0,470 1,30001 0,049 0,563 1,25984 0,041 0,622 1,23016 0,036 0,692 1,18462 0,042 0,795 1,13311 0,000 0,820 1,12057
Tabla 3.3.2.36. Datos experimentales del ELL del sistema octano (1) + benceno (2) + [BMim][NTf2] (3) a T = 298,15 K
S
0,955 0,045 0,040 0,073 1,62 38,73 0,864 0,136 0,038 0,208 1,53 34,77 0,822 0,178 0,039 0,267 1,50 31,62 0,775 0,225 0,039 0,313 1,39 27,64 0,731 0,269 0,040 0,360 1,34 24,46 0,585 0,415 0,041 0,485 1,17 16,67 0,468 0,532 0,040 0,557 1,05 12,25 0,337 0,663 0,035 0,632 0,95 9,18 0,203 0,797 0,022 0,720 0,90 8,34
a) b)
Figura 3.3.1.36. a) Coeficiente de distribución y b) selectividad con respecto a x2
I del sistema octano (1) + benceno (2) + [BMim][NTf2] (3) a T = 298,15 K
I1x I
2x II1x II
2x
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
coef
icie
nte
de d
istr
ibuc
ión
(
0,0
0,5
1,0
1,5
2,0
I2x
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
sele
ctiv
idad
(S)
0
10
20
30
40
50
I2x
Equilibrio líquido-líquido
125
Figura 3.3.2.36. Diagrama ternario del ELL del sistema octano (1) + benceno (2) + [BMim][NTf2] (3) a T = 298,15 K, (•─•): datos experimentales;(□- - -□): datos calculados con NRTL
Tabla 3.3.3.36. Parámetros binarios de interacción del sistema ternario, Δgij, parámetro α y desviaciones de la composición (σx) y el coeficiente de distribución (Δ) a T= 298,15 K, para la ecuación NRTL
i‐j Δgij(*) Δgji(*) α σx Δ
1-2 -3,3491 5,4942 0,30 0,409 3,51 1-3 13,555 6,5771 2-3 30,854 -2,8723
Tabla 3.3.4.36. Parámetros binarios de interacción del sistema ternario, Δuij, y desviaciones de la composición (σx) y el coeficiente de distribución (Δ) a T= 298,15 K, para la ecuación UNIQUAC
i‐j Δuij(*) Δuji(*) σx Δ
1-2 2,5011 -1,6111 0,385 3,43 1-3 6,3292 -0,5832 2-3 20,661 -2,6364
(*)Δgij, Δgji, Δuijy Δuji expresados en kJ·mol-1
[BMim][NTf2]0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0
Benceno
0,0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1,0
Octano
0,0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1,0
Capítulo 3
126
Tabla 3.3.1.37. Curva de solubilidad del sistema nonano (1) + benceno (2) + [BMim][NTf2] (3) a T = 298,15 K
x1 x2 /(g·cm-3) 0,029 0,000 1,42523 0,028 0,099 1,40734 0,025 0,192 1,38794 0,026 0,292 1,36366 0,026 0,416 1,32597 0,026 0,503 1,29363 0,026 0,595 1,25144 0,031 0,663 1,21413 0,008 0,797 1,13303 0,007 0,794 1,13670 0,000 0,820 1,12057
Tabla 3.3.2.37. Datos experimentales del ELL del sistema nonano (1) + benceno (2) + [BMim][NTf2] (3) a T = 298,15 K
S
0,958 0,042 0,025 0,068 1,62 62,04 0,904 0,096 0,024 0,141 1,47 55,32 0,861 0,139 0,024 0,199 1,43 51,36 0,820 0,180 0,025 0,254 1,41 46,28 0,775 0,225 0,026 0,301 1,34 39,88 0,741 0,259 0,030 0,349 1,35 33,28 0,633 0,367 0,031 0,437 1,19 24,31 0,527 0,473 0,031 0,516 1,09 18,55 0,41 0,590 0,028 0,594 1,01 14,74
0,272 0,728 0,026 0,667 0,92 9,58 0,204 0,796 0,023 0,702 0,88 7,82
a) b)
Figura 3.3.1.37. a) Coeficiente de distribución y b) selectividad con respecto a x2
I del sistema nonano (1) + benceno (2) + [BMim][NTf2] (3) a T = 298,15 K
I1x I
2x II1x II
2x
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
coef
icie
nte
de d
istr
ibuc
ión
(
0,0
0,5
1,0
1,5
2,0
I2x
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
sele
ctiv
idad
(S)
0
10
20
30
40
50
60
70
I2x
Equilibrio líquido-líquido
127
Figura 3.3.2.37. Diagrama ternario del ELL del sistema nonano (1) + benceno (2) + [BMim][NTf2] (3) a T = 298,15 K, (•─•): datos experimentales;(□- - -□): datos calculados con NRTL
Tabla 3.3.3.37. Parámetros binarios de interacción del sistema ternario, Δgij, parámetro α y desviaciones de la composición (σx) y el coeficiente de distribución (Δ) a T= 298,15 K, para la ecuación NRTL
i‐j Δgij(*) Δgji(*) α σx Δ
1-2 -2,4772 6,5488 0,30 0,241 1,64 1-3 18,990 8,6374 2-3 28,064 -1,7195
Tabla 3.3.4.37. Parámetros binarios de interacción del sistema ternario, Δuij, y desviaciones de la composición (σx) y el coeficiente de distribución (Δ) a T= 298,15 K, para la ecuación UNIQUAC
i‐j Δuij(*) Δuji(*) σx Δ
1-2 1,8884 -1,2431 0,320 1,99 1-3 3,4420 -0,1306 2-3 13,616 -2,5455
(*)Δgij, Δgji, Δuijy Δuji expresados en kJ·mol-1
[BMim][NTf2]0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0
Benceno
0,0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1,0
Nonano
0,0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1,0
Capítulo 3
128
Tabla 3.3.1.38. Curva de solubilidad del sistema ciclohexano (1) + benceno (2) + [BMim][NTf2] (3) a T = 298,15 K
x1 x2 /(g·cm-3) 0,165 0,000 1,39834 0,156 0,086 1,38014 0,143 0,154 1,36434 0,143 0,252 1,34119 0,126 0,435 1,28053 0,102 0,539 1,23854 0,067 0,659 1,18623 0,022 0,782 1,13418 0,000 0,820 1,12057
Tabla 3.3.2.38. Datos experimentales del ELL del sistema ciclohexano (1) + benceno (2) + [BMim][NTf2] (3) a T = 298,15 K
S
0,960 0,040 0,162 0,066 1,65 9,78 0,876 0,124 0,156 0,186 1,50 8,42 0,823 0,177 0,153 0,258 1,46 7,84 0,770 0,230 0,146 0,301 1,31 6,90 0,723 0,277 0,139 0,355 1,28 6,67 0,648 0,352 0,130 0,413 1,17 5,85 0,561 0,439 0,117 0,478 1,09 5,22 0,476 0,524 0,104 0,537 1,02 4,69 0,380 0,620 0,090 0,595 0,96 4,05 0,216 0,784 0,051 0,705 0,90 3,81
a) b)
Figura 3.3.1.38. a) Coeficiente de distribución y b) selectividad con respecto a x2
I del sistema ciclohexano (1) + benceno (2) + [BMim][NTf2] (3) a T = 298,15 K
I1x I
2x II1x II
2x
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
coef
icie
nte
de d
istr
ibuc
ión
(
0,0
0,5
1,0
1,5
2,0
I2x
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
sele
ctiv
idad
(S)
0
2
4
6
8
10
12
I2x
Equilibrio líquido-líquido
129
Figura 3.3.2.38. Diagrama ternario del ELL para el sistema ciclohexano (1) + benceno (2) + [BMim][NTf2] (3) a T = 298,15 K, (•─•): datos experimentales;(□- - -□): datos calculados con NRTL
Tabla 3.3.3.38. Parámetros binarios de interacción del sistema ternario, Δgij, parámetro α y desviaciones de la composición (σx) y el coeficiente de distribución (Δ) a T= 298,15 K, para la ecuación NRTL
i‐j Δgij(*) Δgji(*) α σx Δ
1-2 6,731 -9,131 0,10 0,249 2,07 1-3 27,54 4,645 2-3 35,86 -16,272
Tabla 3.3.4.38. Parámetros binarios de interacción del sistema ternario, Δuij, y desviaciones de la composición (σx) y el coeficiente de distribución (Δ) a T= 298,15 K, para la ecuación UNIQUAC
i‐j Δuij(*) Δuji(*) σx Δ
1-2 1,8571 -1,3391 0,251 1,62 1-3 22,003 -1,0452 2-3 13,570 -2,5593
(*)Δgij, Δgji, Δuijy Δuji expresados en kJ·mol-1
[BMim][NTf2]0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0
Benceno
0,0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1,0
Ciclohexano
0,0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1,0
Capítulo 3
130
Tabla 3.3.1.39. Curva de solubilidad del sistema ciclooctano (1) + benceno (2) + [BMim][NTf2] (3) a T = 298,15 K
x1 x2 /(g·cm-3) 0,071 0,000 1,41522 0,069 0,094 1,39731 0,068 0,182 1,37833 0,063 0,276 1,35618 0,060 0,379 1,32424 0,057 0,461 1,29691 0,049 0,558 1,25851 0,044 0,669 1,20260 0,016 0,785 1,13726 0,000 0,820 1,12057
Tabla 3.3.2.39. Datos experimentales del ELL del sistema ciclooctano (1) + benceno (2) + [BMim][NTf2] (3) a T = 298,15 K
S
0,873 0,127 0,065 0,211 1,66 22,31 0,832 0,168 0,065 0,262 1,56 19,96 0,787 0,213 0,065 0,312 1,46 17,74 0,735 0,265 0,064 0,361 1,36 15,64 0,659 0,341 0,062 0,430 1,26 13,40 0,566 0,434 0,058 0,494 1,14 11,11 0,476 0,524 0,052 0,552 1,05 9,64 0,378 0,622 0,045 0,613 0,99 8,28 0,196 0,804 0,030 0,707 0,88 5,75
a) b)
Figura 3.3.1.39. a) Coeficiente de distribución y b) selectividad con respecto a x2
I del sistema ciclooctano (1) + benceno (2) + [BMim][NTf2] (3) a T = 298,15 K
I1x I
2x II1x II
2x
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
coef
icie
nte
de d
istr
ibuc
ión
(
0,0
0,5
1,0
1,5
2,0
I2x
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
sele
ctiv
idad
(S)
4
6
8
10
12
14
16
18
20
22
24
I2x
Equilibrio líquido-líquido
131
Figura 3.3.2.39. Diagrama ternario del ELL del sistema ciclooctano (1) + benceno (2) + [BMim][NTf2] (3) a T = 298,15 K, (•─•): datos experimentales;(□- - -□): datos calculados con NRTL
Tabla 3.3.3.39. Parámetros binarios de interacción del sistema ternario, Δgij, parámetro α y desviaciones de la composición (σx) y el coeficiente de distribución (Δ) a T= 298,15 K, para la ecuación NRTL
i‐j Δgij(*) Δgji(*) α σx Δ
1-2 -6,5801 9,5323 0,10 0,100 0,58 1-3 91,391 5,1903 2-3 128,37 2,9761
Tabla 3.3.4.39. Parámetros binarios de interacción del sistema ternario, Δuij, y desviaciones de la composición (σx) y el coeficiente de distribución (Δ) a T= 298,15 K, para la ecuación UNIQUAC
i‐j Δuij(*) Δuji(*) σx Δ
1-2 1,771 -1,0254 0,104 0,31 1-3 7,480 -0,8342 2-3 9,944 -2,4631
(*)Δgij, Δgji, Δuijy Δuji expresados en kJ·mol-1
[BMim][NTf2]0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0
Benceno
0,0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1,0
Ciclooctano
0,0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1,0
Capítulo 3
132
Tabla 3.3.1.40. Curva de solubilidad del sistema metilciclohexano (1) + benceno (2) + [BMim][NTf2] (3) a T = 298,15 K
x1 x2 /(g·cm-3) 0,130 0,000 1,40820 0,112 0,095 1,38649 0,104 0,171 1,36941 0,111 0,264 1,34494 0,100 0,355 1,31872 0,123 0,434 1,28450 0,083 0,559 1,23703 0,063 0,664 1,18828 0,022 0,782 1,13481 0,000 0,820 1,12057
Tabla 3.3.2.40. Datos experimentales del ELL del sistema metilciclohexano (1) + benceno (2) + [BMim][NTf2] (3) a T = 298,15 K
S
0,961 0,039 0,115 0,078 2,00 16,71 0,908 0,092 0,106 0,155 1,68 14,43 0,866 0,134 0,107 0,210 1,57 12,68 0,825 0,175 0,110 0,249 1,42 10,67 0,777 0,223 0,112 0,302 1,35 9,40 0,728 0,272 0,112 0,348 1,28 8,32 0,625 0,375 0,109 0,428 1,14 6,54 0,573 0,427 0,106 0,465 1,09 5,89 0,457 0,543 0,094 0,546 1,01 4,89 0,320 0,680 0,077 0,625 0,92 3,82 0,183 0,817 0,054 0,702 0,86 2,91
a) b)
Figura 3.3.1.40. a) Coeficiente de distribución y b) selectividad con respecto a x2
I del sistema metilciclohexano (1) + benceno (2) + [BMim][NTf2] (3) a T = 298,15 K
I1x I
2x II1x II
2x
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
coef
icie
nte
de d
istr
ibuc
ión
(
0,0
0,5
1,0
1,5
2,0
2,5
I2x
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
sele
ctiv
idad
(S)
2
4
6
8
10
12
14
16
18
I2x
Equilibrio líquido-líquido
133
Figura 3.3.2.40. Diagrama ternario del ELL del sistema metilciclohexano (1) + benceno (2) + [BMim][NTf2] (3) a T = 298,15 K, (•─•): datos experimentales;(□- - -□): datos calculados con NRTL
Tabla 3.3.3.40. Parámetros binarios de interacción del sistema ternario, Δgij, parámetro α y desviaciones de la composición (σx) y el coeficiente de distribución (Δ) a T= 298,15 K, para la ecuación NRTL
i‐j Δgij(*) Δgji(*) α σx Δ
1-2 -4,6900 6,6871 0,10 0,326 1,83 1-3 112,29 1,6813 2-3 126,42 -2,1300
Tabla 3.3.4.40. Parámetros binarios de interacción del sistema ternario, Δuij, y desviaciones de la composición (σx) y el coeficiente de distribución (Δ) a T= 298,15 K, para la ecuación UNIQUAC
i‐j Δuij(*) Δuji(*) σx Δ
1-2 2,7341 -1,5973 0,169 1,20 1-3 4,4584 -0,4923 2-3 11,922 -2,4591
(*)Δgij, Δgji, Δuijy Δuji expresados en kJ·mol-1
[BMim][NTf2]0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0
Benceno
0,0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1,0
Metilciclohexano
0,0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1,0
Capítulo 3
134
Tabla 3.3.1.41. Curva de solubilidad del sistema hexano (1) + tolueno (2) + [BMim][NTf2] (3) a T = 298,15 K
x1 x2 /(g·cm-3) 0,095 0,000 1,40500 0,104 0,049 1,39447 0,093 0,094 1,38546 0,092 0,179 1,36383 0,082 0,272 1,33756 0,078 0,369 1,30271 0,072 0,458 1,26899 0,060 0,567 1,22448 0,035 0,633 1,19710 0,000 0,725 1,15520
Tabla 3.3.2.41. Datos experimentales del ELL del sistema hexano (1) + tolueno (2) + [BMim][NTf2] (3) a T = 298,15 K
S
0,899 0,101 0,088 0,121 1,20 12,24 0,844 0,156 0,086 0,177 1,13 11,14 0,788 0,212 0,084 0,230 1,08 10,18 0,725 0,275 0,084 0,281 1,02 8,82 0,687 0,313 0,083 0,310 0,99 8,20 0,602 0,398 0,081 0,374 0,94 6,98 0,523 0,477 0,074 0,417 0,87 6,18 0,437 0,563 0,068 0,475 0,84 5,42 0,333 0,667 0,056 0,534 0,80 4,76 0,205 0,795 0,041 0,622 0,78 3,91 0,136 0,864 0,030 0,651 0,75 3,42
a) b)
Figura 3.3.1.41. a) Coeficiente de distribución y b) selectividad con respecto a x2
I del sistema hexano (1) + tolueno (2) + [BMim][NTf2] (3) a T = 298,15 K
I1x I
2x II1x II
2x
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
coef
icie
nte
de d
istr
ibuc
ión
(
0,0
0,5
1,0
1,5
2,0
I2x
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
sele
ctiv
idad
(S)
0
2
4
6
8
10
12
14
I2x
Equilibrio líquido-líquido
135
Figura 3.3.2.41. Diagrama ternario del ELL del sistema hexano (1) + tolueno (2) + [BMim][NTf2] (3) a T = 298,15 K, (•─•): datos experimentales;(□- - -□): datos calculados con NRTL
Tabla 3.3.3.41. Parámetros binarios de interacción del sistema ternario, Δgij, parámetro α y desviaciones de la composición (σx) y el coeficiente de distribución (Δ) a T= 298,15 K, para la ecuación NRTL
i‐j Δgij(*) Δgji(*) α σx Δ
1-2 0,6001 1,0124 0,20 0,162 0,74 1-3 24,415 3,5394 2-3 52,730 0,2983
Tabla 3.3.4.41. Parámetros binarios de interacción del sistema ternario, Δuij, y desviaciones de la composición (σx) y el coeficiente de distribución (Δ) a T= 298,15 K, para la ecuación UNIQUAC
i‐j Δuij(*) Δuji(*) σx Δ
1-2 1,7223 -1,2282 0,165 0,86 1-3 5,2384 -0,7862 2-3 6,4001 -2,1021
(*)Δgij, Δgji, Δuijy Δuji expresados en kJ·mol-1
[BMim][NTf2]0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0
Tolueno
0,0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1,0
Hexano
0,0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1,0
Capítulo 3
136
Tabla 3.3.1.42. Curva de solubilidad del sistema heptano (1) + tolueno (2) + [BMim][NTf2] (3) a T = 298,15 K
x1 x2 /(g·cm-3) 0,065 0,000 1,41402 0,062 0,052 1,40394 0,066 0,093 1,39331 0,060 0,182 1,37141 0,054 0,281 1,34357 0,056 0,374 1,31096 0,049 0,469 1,27543 0,041 0,579 1,22780 0,036 0,597 1,21852 0,042 0,563 1,23220 0,029 0,638 1,19743 0,000 0,725 1,15552
Tabla 3.3.2.42. Datos experimentales del ELL del sistema heptano (1) + tolueno (2) + [BMim][NTf2] (3) a T = 298,15 K
S
0,942 0,058 0,059 0,075 1,29 20,65 0,898 0,102 0,058 0,123 1,21 18,67 0,850 0,150 0,057 0,165 1,10 16,40 0,800 0,200 0,056 0,215 1,08 15,36 0,749 0,251 0,058 0,251 1,00 12,91 0,699 0,301 0,058 0,300 1,00 12,01 0,623 0,377 0,057 0,348 0,92 10,09 0,531 0,469 0,054 0,414 0,88 8,68 0,470 0,530 0,052 0,448 0,85 7,64 0,294 0,706 0,039 0,564 0,80 6,02 0,159 0,841 0,027 0,640 0,76 4,48
a) b)
Figura 3.3.1.42. a) Coeficiente de distribución y b) selectividad con respecto a x2
I del sistema heptano (1) + tolueno (2) + [BMim][NTf2] (3) a T = 298,15 K
I1x I
2x II1x II
2x
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
coef
icie
nte
de d
istr
ibuc
ión
(
0,0
0,5
1,0
1,5
2,0
I2x
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
sele
ctiv
idad
(S)
0
5
10
15
20
25
30
I2x
Equilibrio líquido-líquido
137
Figura 3.3.2.42. Diagrama ternario del ELL del sistema heptano (1) + tolueno (2) + [BMim][NTf2] (3) a T = 298,15 K, (•─•): datos experimentales;(□- - -□): datos calculados con NRTL
Tabla 3.3.3.42. Parámetros binarios de interacción del sistema ternario, Δgij, parámetro α y desviaciones de la composición (σx) y el coeficiente de distribución (Δ) a T= 298,15 K, para la ecuación NRTL
i‐j Δgij(*) Δgji(*) α σx Δ
1-2 -2,3307 5,6427 0,30 0,183 1,57 1-3 15,690 6,4290 2-3 14,056 -3,2822
Tabla 3.3.4.42. Parámetros binarios de interacción del sistema ternario, Δuij, y desviaciones de la composición (σx) y el coeficiente de distribución (Δ) a T= 298,15 K, para la ecuación UNIQUAC
i‐j Δuij(*) Δuji(*) σx Δ
1-2 2,2822 -1,5006 0,119 1,16 1-3 4,6392 -0,3499 2-3 6,6800 -2,1873
(*)Δgij, Δgji, Δuijy Δuji expresados en kJ·mol-1
[BMim][NTf2]0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0
Tolueno
0,0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1,0
Heptano
0,0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1,0
Capítulo 3
138
Tabla 3.3.1.43. Curva de solubilidad del sistema octano (1) + tolueno (2) + [BMim][NTf2] (3) a T = 298,15 K
x1 x2 /(g·cm-3) 0,043 0,000 1,42022 0,039 0,051 1,40991 0,042 0,099 1,39952 0,040 0,187 1,37753 0,067 0,278 1,34620 0,041 0,381 1,31728 0,042 0,475 1,28094 0,028 0,586 1,23090 0,024 0,612 1,21705 0,000 0,725 1,15552
Tabla 3.3.2.43. Datos experimentales del ELL del sistema octano (1) + tolueno (2) + [BMim][NTf2] (3) a T = 298,15 K
S
0,941 0,059 0,038 0,077 1,31 32,32 0,898 0,102 0,038 0,124 1,22 28,73 0,849 0,151 0,039 0,170 1,13 24,51 0,799 0,201 0,041 0,216 1,07 20,94 0,749 0,251 0,043 0,251 1,00 17,42 0,698 0,302 0,045 0,299 0,99 15,36 0,593 0,407 0,046 0,370 0,91 11,72 0,477 0,523 0,043 0,445 0,85 9,44 0,356 0,644 0,036 0,519 0,81 7,97 0,220 0,780 0,025 0,610 0,78 6,88 0,140 0,860 0,017 0,670 0,78 6,42
a) b)
Figura 3.3.1.43. a) Coeficiente de distribución y b) selectividad con respecto a x2
I del sistema octano (1) + tolueno (2) + [BMim][NTf2] (3) a T = 298,15 K
I1x I
2x II1x II
2x
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
coef
icie
nte
de d
istr
ibuc
ión
(
0,0
0,5
1,0
1,5
2,0
I2x
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
sele
ctiv
idad
(S)
0
10
20
30
40
I2x
Equilibrio líquido-líquido
139
Figura 3.3.2.43. Diagrama ternario del ELL del sistema octano (1) + tolueno (2) + [BMim][NTf2] (3) a T = 298,15 K, (•─•): datos experimentales;(□- - -□): datos calculados con NRTL
Tabla 3.3.3.43. Parámetros binarios de interacción del sistema ternario, Δgij, parámetro α y desviaciones de la composición (σx) y el coeficiente de distribución (Δ) a T= 298,15 K, para la ecuación NRTL
i‐j Δgij(*) Δgji(*) α σx Δ
1-2 -3,3545 3,4100 0,30 0,301 2,25 1-3 15,686 7,3973 2-3 18,173 -3,7516
Tabla 3.3.4.43. Parámetros binarios de interacción del sistema ternario, Δuij, y desviaciones de la composición (σx) y el coeficiente de distribución (Δ) a T= 298,15 K, para la ecuación UNIQUAC
i‐j Δuij(*) Δuji(*) σx Δ
1-2 3,5240 -2,0859 0,395 2,83 1-3 6,7380 -0,5880 2-3 19,514 -2,5017
(*)Δgij, Δgji, Δuijy Δuji expresados en kJ·mol-1
[BMim][NTf2]0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0
Tolueno
0,0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1,0
Octano
0,0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1,0
Capítulo 3
140
Tabla 3.3.1.44. Curva de solubilidad del sistema nonano (1) + tolueno (2) + [BMim][NTf2] (3) a T = 298,15 K
x1 x2 /(g·cm-3) 0,029 0,000 1,42523 0,036 0,055 1,41290 0,031 0,099 1,40262 0,033 0,184 1,38082 0,029 0,289 1,35275 0,029 0,417 1,30669 0,026 0,591 1,23242 0,018 0,645 1,20351 0,000 0,725 1,15552
Tabla 3.3.2.44. Datos experimentales del ELL del sistema nonano (1) + tolueno (2) + [BMim][NTf2] (3) a T = 298,15 K
S
0,950 0,050 0,029 0,063 1,26 41,28 0,901 0,099 0,028 0,108 1,09 35,10 0,853 0,147 0,028 0,154 1,05 31,91 0,791 0,209 0,029 0,200 0,96 26,10 0,741 0,259 0,032 0,242 0,93 21,64 0,665 0,335 0,034 0,304 0,91 17,75 0,583 0,417 0,036 0,368 0,88 14,29 0,467 0,533 0,034 0,443 0,83 11,42 0,337 0,663 0,028 0,525 0,79 9,53 0,194 0,806 0,019 0,609 0,76 7,71 0,142 0,858 0,017 0,634 0,74 6,17
a) b)
Figura 3.3.1.44. a) Coeficiente de distribución y b) selectividad con respecto a x2
I del sistema nonano (1) + tolueno (2) + [BMim][NTf2] (3) a T = 298,15 K
I1x I
2x II1x II
2x
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
coef
icie
nte
de d
istr
ibuc
ión
(
0,0
0,5
1,0
1,5
2,0
I2x
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
sele
ctiv
idad
(S)
0
10
20
30
40
50
I2x
Equilibrio líquido-líquido
141
Figura 3.3.2.44. Diagrama ternario del ELL del sistema nonano (1) + tolueno (2) + [BMim][NTf2] (3) a T = 298,15 K, (•─•): datos experimentales;(□- - -□): datos calculados con NRTL
Tabla 3.3.3.44. Parámetros binarios de interacción del sistema ternario, Δgij, parámetro α y desviaciones de la composición (σx) y el coeficiente de distribución (Δ) a T= 298,15 K, para la ecuación NRTL
i‐j Δgij(*) Δgji(*) α σx Δ
1-2 -3,0657 4,3446 0,30 0,192 2,98 1-3 15,973 7,8861 2-3 16,122 -3,1926
Tabla 3.3.4.44. Parámetros binarios de interacción del sistema ternario, Δuij, y desviaciones de la composición (σx) y el coeficiente de distribución (Δ) a T= 298,15 K, para la ecuación UNIQUAC
i‐j Δuij(*) Δuji(*) σx Δ
1-2 2,9965 -1,8488 0,410 2,39 1-3 4,4671 -0,3965 2-3 6,9665 -2,2351
(*)Δgij, Δgji, Δuijy Δuji expresados en kJ·mol-1
[BMim][NTf2]0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0
Tolueno
0,0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1,0
Nonano
0,0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1,0
Capítulo 3
142
Tabla 3.3.1.45. Curva de solubilidad del sistema ciclohexano (1) + tolueno (2) + [BMim][NTf2] (3) a T = 298,15 K
x1 x2 /(g·cm-3) 0,165 0,000 1,39834 0,174 0,046 1,38768 0,164 0,081 1,37919 0,182 0,159 1,35263 0,126 0,257 1,33045 0,104 0,341 1,30739 0,104 0,400 1,28289 0,094 0,448 1,26655 0,067 0,568 1,22048 0,000 0,725 1,15552
Tabla 3.3.2.45. Datos experimentales del ELL del sistema ciclohexano (1) + tolueno (2) + [BMim][NTf2] (3) a T = 298,15 K
S
0,954 0,046 0,169 0,056 1,22 6,87 0,911 0,089 0,164 0,096 1,08 5,99 0,843 0,157 0,159 0,162 1,03 5,47 0,797 0,203 0,147 0,208 1,02 5,56 0,743 0,257 0,139 0,254 0,99 5,28 0,690 0,310 0,130 0,296 0,95 5,07 0,592 0,408 0,113 0,371 0,91 4,76 0,458 0,542 0,090 0,456 0,84 4,28 0,333 0,667 0,066 0,538 0,81 4,07 0,201 0,799 0,042 0,613 0,77 3,67 0,134 0,866 0,029 0,652 0,75 3,48
a) b)
Figura 3.3.1.45. a) Coeficiente de distribución y b) selectividad con respecto a x2
I del sistema ciclohexano (1) + tolueno (2) + [BMim][NTf2] (3) a T = 298,15 K
I1x I
2x II1x II
2x
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
coef
icie
nte
de d
istr
ibuc
ión
(
0,0
0,5
1,0
1,5
2,0
I2x
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
sele
ctiv
idad
(S)
0
2
4
6
8
10
I2x
Equilibrio líquido-líquido
143
Figura 3.3.2.45. Diagrama ternario del ELL del sistema ciclohexano (1) + tolueno (2) + [BMim][NTf2] (3) a T = 298,15 K, (•─•): datos experimentales;(□- - -□): datos calculados con NRTL
Tabla 3.3.3.45. Parámetros binarios de interacción del sistema ternario, Δgij, parámetro α y desviaciones de la composición (σx) y el coeficiente de distribución (Δ) a T= 298,15 K, para la ecuación NRTL
i‐j Δgij(*) Δgji(*) α σx Δ
1-2 -3,8601 5,0254 0,20 0,121 1,71 1-3 36,824 4,1054 2-3 45,031 -2,1392
Tabla 3.3.4.45. Parámetros de correlación del sistema ternario, Δuij, y desviaciones de la composición (σx) y el coeficiente de distribución (Δ) a T= 298,15 K, para la ecuación UNIQUAC
i‐j Δuij(*) Δuji(*) σx Δ
1-2 0,3867 -0,2310 0,168 2,39 1-3 6125,4 -0,9966 2-3 7,7505 -2,2842
(*)Δgij, Δgji, Δuijy Δuji expresados en kJ·mol-1
[BMim][NTf2]0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0
Tolueno
0,0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1,0
Ciclohexano
0,0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1,0
Capítulo 3
144
Tabla 3.3.1.46. Curva de solubilidad del sistema ciclooctano (1) + tolueno (2) + [BMim][NTf2] (3) a T = 298,15 K
x1 x2 /(g·cm-3) 0,071 0,000 1,41522 0,079 0,094 1,39361 0,080 0,179 1,37240 0,071 0,276 1,34490 0,067 0,323 1,32852 0,069 0,365 1,31589 0,061 0,459 1,28423 0,050 0,575 1,23247 0,000 0,725 1,15552
Tabla 3.3.2.46. Datos experimentales del ELL del sistema ciclooctano (1) + tolueno (2) + [BMim][NTf2] (3) a T = 298,15 K
S
0,965 0,035 0,075 0,047 1,34 17,28 0,919 0,081 0,074 0,099 1,22 15,18 0,860 0,140 0,075 0,158 1,13 12,94 0,758 0,242 0,075 0,249 1,03 10,40 0,696 0,304 0,074 0,298 0,98 9,22 0,592 0,408 0,070 0,377 0,92 7,81 0,496 0,504 0,064 0,438 0,87 6,74 0,397 0,603 0,056 0,497 0,82 5,84 0,242 0,758 0,041 0,583 0,77 4,54 0,138 0,862 0,029 0,639 0,74 3,53
a) b)
Figura 3.3.1.46. a) Coeficiente de distribución y b) selectividad con respecto a x2
I del sistema ciclooctano (1) + tolueno (2) + [BMim][NTf2] (3) a T = 298,15 K
I1x I
2x II1x II
2x
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
coef
icie
nte
de d
istr
ibuc
ión
(
0,0
0,5
1,0
1,5
2,0
I2x
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
Sele
ctiv
idad
(S)
0
5
10
15
20
25
I2x
Equilibrio líquido-líquido
145
Figura 3.3.2.46. Diagrama ternario del ELL del sistema ciclooctano (1) + tolueno (2) + [BMim][NTf2] (3) a T = 298,15 K, (•─•): datos experimentales;(□- - -□): datos calculados con NRTL
Tabla 3.3.3.46. Parámetros binarios de interacción del sistema ternario, Δgij, parámetro α y desviaciones de la composición (σx) y el coeficiente de distribución (Δ) a T= 298,15 K, para la ecuación NRTL
i‐j Δgij(*) Δgji(*) α σx Δ
1-2 -0,9550 2,4863 0,20 0,203 1,97 1-3 27,821 4,4547 2-3 48,436 -0,4463
Tabla 3.3.4.46. Parámetros binarios de interacción del sistema ternario, Δuij, y desviaciones de la composición (σx) y el coeficiente de distribución (Δ) a T= 298,15 K, para la ecuación UNIQUAC
i‐j Δuij(*) Δuji(*) σx Δ
1-2 1,6481 -1,0819 0,106 1,12 1-3 3,5018 -0,3307 2-3 7,1736 -2,1926
(*)Δgij, Δgji, Δuijy Δuji expresados en kJ·mol-1
[BMim][NTf2]0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0
Tolueno
0,0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1,0
Ciclooctano
0,0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1,0
Capítulo 3
146
Tabla 3.3.1.47. Curva de solubilidad del sistema metilciclohexano (1) + tolueno (2) + [BMim][NTf2] (3) a T = 298,15 K
x1 x2 /(g·cm-3) 0,130 0,000 1,40820 0,130 0,064 1,38921 0,111 0,090 1,38413 0,129 0,170 1,36149 0,099 0,354 1,30808 0,082 0,406 1,29025 0,084 0,447 1,27282 0,058 0,570 1,22400 0,000 0,725 1,15552
Tabla 3.3.2.47. Datos experimentales del ELL del sistema metilciclohexano (1) + tolueno (2) + [BMim][NTf2] (3) a T = 298,15 K
S
0,950 0,050 0,121 0,064 1,28 10,05 0,901 0,099 0,116 0,107 1,08 8,39 0,791 0,209 0,120 0,214 1,02 6,75 0,744 0,256 0,115 0,242 0,95 6,12 0,690 0,310 0,113 0,283 0,91 5,57 0,601 0,399 0,105 0,354 0,89 5,08 0,517 0,483 0,091 0,418 0,87 4,92 0,443 0,557 0,079 0,463 0,83 4,66 0,299 0,701 0,054 0,547 0,78 4,32 0,239 0,761 0,044 0,579 0,76 4,13
a) b)
Figura 3.3.1.47. a) Coeficiente de distribución y b) selectividad con respecto a x2
I del sistema Metilciclohexano (1) + tolueno (2) + [BMim][NTf2] (3) a T = 298,15 K
I1x I
2x II1x II
2x
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
coef
icie
nte
de d
istr
ibuc
ión
(
0,0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
1,2
1,4
I2x
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
sele
ctiv
idad
(S)
0
2
4
6
8
10
12
14
I2x
Equilibrio líquido-líquido
147
Figura 3.3.2.47. Diagrama ternario del ELL del sistema metilciclohexano (1) + tolueno (2) + [BMim][NTf2] (3) a T = 298,15 K, (•─•): datos experimentales;(□- - -□): datos calculados con NRTL
Tabla 3.3.3.47. Parámetros binarios de interacción del sistema ternario, Δgij, parámetro α y desviaciones de la composición (σx) y el coeficiente de distribución (Δ) a T= 298,15 K, para la ecuación NRTL
i‐j Δgij(*) Δgji(*) α σx Δ
1-2 -2,8278 1,9010 0,20 0,216 2.56 1-3 36,257 4,8984 2-3 41,584 -3,0540
Tabla 3.3.4.47. Parámetros binarios de interacción del sistema ternario, Δuij, y desviaciones de la composición (σx) y el coeficiente de distribución (Δ) a T= 298,15 K, para la ecuación UNIQUAC
i‐j Δuij(*) Δuji(*) σx Δ
1-2 2,8729 -1,8062 0,449 2,90 1-3 46,269 -1,0171 2-3 6,9665 -0,0226
(*)Δgij, Δgji, Δuijy Δuji expresados en kJ·mol-1
[BMim][NTf2]0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0
Tolueno
0,0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1,0
Metilciclohexano
0,0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1,0
Capítulo 3
148
Tabla 3.3.1.48. Curva de solubilidad del sistema hexano (1) + etilbenceno (2) + [BMim][NTf2] (3) a T = 298,15 K
x1 x2 /(g·cm-3) 0,095 0,000 1,40469 0,104 0,046 1,39399 0,089 0,085 1,38375 0,085 0,184 1,35660 0,072 0,277 1,32784 0,079 0,358 1,30207 0,065 0,418 1,28013 0,045 0,492 1,25239 0,009 0,603 1,21505 0,000 0,633 1,20406
Tabla 3.3.2.48. Datos experimentales del ELL del sistema hexano (1) + etilbenceno (2) + [BMim][NTf2] (3) a T = 298,15 K
S
0,947 0,053 0,094 0,043 0,81 8,17 0,833 0,167 0,089 0,131 0,78 7,34 0,780 0,220 0,087 0,168 0,76 6,85 0,723 0,277 0,085 0,209 0,75 6,42 0,664 0,336 0,083 0,244 0,73 5,81 0,524 0,476 0,076 0,328 0,69 4,75 0,428 0,572 0,068 0,382 0,67 4,20 0,300 0,700 0,055 0,455 0,65 3,55 0,194 0,806 0,040 0,514 0,64 3,09 0,096 0,904 0,021 0,571 0,63 2,89
a) b)
Figura 3.3.1.48 a) Coeficiente de distribución y b) selectividad con respecto a x2
I del sistema hexano (1) + etilbenceno (2) + [BMim][NTf2] (3) a T = 298,15 K
I1x I
2x II1x II
2x
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
coef
icie
nte
de d
istr
ibuc
ión
(
0,0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
I2x
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
sele
ctiv
idad
(S)
0
2
4
6
8
10
12
I2x
Equilibrio líquido-líquido
149
Figura 3.3.2.48. Diagrama ternario del ELL del sistema hexano (1) + etilbenceno (2) + [BMim][NTf2] (3) a T = 298,15 K, (•─•): datos experimentales;(□- - -□): datos calculados con NRTL
Tabla 3.3.3.48. Parámetros binarios de interacción del sistema ternario, Δgij, parámetro α y desviaciones de la composición (σx) y el coeficiente de distribución (Δ) a T= 298,15 K, para la ecuación NRTL
i‐j Δgij(*) Δgji(*) α σx Δ
1-2 0,0076 1,4758 0,10 0,099 0,48 1-3 81,904 3,6865 2-3 118,56 1,1432
Tabla 3.3.4.48. Parámetros binarios de interacción del sistema ternario, Δuij, y desviaciones de la composición (σx) y el coeficiente de distribución (Δ) a T= 298,15 K, para la ecuación UNIQUAC
i‐j Δuij(*) Δuji(*) σx Δ
1-2 0,1129 -0,7750 0,124 1,21 1-3 2,2431 0,3049 2-3 5,0497 -1,8514
(*)Δgij, Δgji, Δuijy Δuji expresados en kJ·mol-1
[BMim][NTf2]0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0
Etilbenceno
0,0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1,0
Hexano
0,0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1,0
Capítulo 3
150
Tabla 3.3.1.49. Curva de solubilidad del sistema heptano (1) + etilbenceno (2) + [BMim][NTf2] (3) a T = 298,15 K
x1 x2 /(g·cm-3) 0,065 0,000 1,41402 0,064 0,047 1,40134 0,070 0,088 1,39117 0,061 0,189 1,36260 0,059 0,285 1,33260 0,046 0,428 1,28384 0,036 0,484 1,26174 0,000 0,633 1,20406
Tabla 3.3.2.49. Datos experimentales del ELL dl sistema heptano (1) + etilbenceno (2) + [BMim][NTf2] (3) a T = 298,15 K
S
0,949 0,051 0,066 0,038 0,75 10,71 0,895 0,105 0,066 0,078 0,74 10,07 0,833 0,167 0,066 0,122 0,73 9,22 0,778 0,222 0,065 0,160 0,72 8,63 0,723 0,277 0,064 0,195 0,70 7,95 0,672 0,328 0,062 0,230 0,70 7,60 0,576 0,424 0,059 0,289 0,68 6,65 0,427 0,573 0,051 0,376 0,66 5,49 0,298 0,702 0,042 0,450 0,64 4,55 0,170 0,830 0,029 0,521 0,63 3,68 0,106 0,894 0,020 0,560 0,63 3,32
a) b)
Figura 3.3.1.49. a) Coeficiente de distribución y b) selectividad con respecto a x2
I del sistema heptano (1) + etilbenceno (2) + [BMim][NTf2] (3) a T = 298,15 K
I1x I
2x II1x II
2x
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
coef
icie
nte
de d
istr
ibuc
ión
(
0,0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
I2x
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
sele
ctiv
idad
(S)
0
2
4
6
8
10
12
14
I2x
Equilibrio líquido-líquido
151
Figura 3.3.2.49. Diagrama ternario del ELL del sistema heptano (1) + etilbenceno (2) + [BMim][NTf2] (3) a T = 298,15 K, (•─•): datos experimentales;(□- - -□): datos calculados con NRTL
Tabla 3.3.3.49. Parámetros binarios de interacción del sistema ternario, Δgij, parámetro α y desviaciones de la composición (σx) y el coeficiente de distribución (Δ) a T= 298,15 K, para la ecuación NRTL
i‐j Δgij(*) Δgji(*) α σx Δ
1-2 -1,6020 3,6332 0,10 0,061 0,42 1-3 76,243 3,7903 2-3 119,87 1,5370
Tabla 3.3.4.49. Parámetros binarios de interacción del sistema ternario, Δuij, y desviaciones de la composición (σx) y el coeficiente de distribución (Δ) a T= 298,15 K, para la ecuación UNIQUAC
i‐j Δuij(*) Δuji(*) σx Δ
1-2 0,0243 0,0063 0,114 0,70 1-3 1,0794 0,8378 2-3 4,4086 -1,7194
(*)Δgij, Δgji, Δuijy Δuji expresados en kJ·mol-1
[BMim][NTf2]0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0
Etilbenceno
0,0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1,0
Heptano
0,0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1,0
Capítulo 3
152
Tabla 3.3.1.50. Curva de solubilidad del sistema octano (1) + etilbenceno (2) + [BMim][NTf2] (3) a T = 298,15 K
x1 x2 /(g·cm-3) 0,043 0,000 1,42022 0,042 0,054 1,40798 0,040 0,093 1,39745 0,039 0,194 1,36945 0,039 0,295 1,33675 0,033 0,411 1,29447 0,027 0,463 1,27377 0,023 0,505 1,25678 0,005 0,610 1,21339 0,000 0,633 1,20406
Tabla 3.3.2.50. Datos experimentales del ELL del sistema octano (1) + etilbenceno (2) + [BMim][NTf2] (3) a T = 298,15 K
S
0,946 0,054 0,042 0,042 0,78 17,52 0,894 0,106 0,042 0,082 0,77 16,47 0,833 0,167 0,042 0,130 0,78 15,44 0,760 0,240 0,040 0,176 0,73 13,93 0,681 0,319 0,038 0,224 0,70 12,58 0,610 0,390 0,039 0,277 0,71 11,11 0,528 0,472 0,037 0,331 0,70 10,01 0,427 0,573 0,034 0,370 0,65 8,11 0,325 0,675 0,031 0,425 0,63 6,60 0,175 0,825 0,021 0,518 0,63 5,23 0,103 0,897 0,015 0,558 0,62 4,27
a) b)
Figura 3.3.1.50. a) Coeficiente de distribución y b) selectividad con respecto a x2
I del sistema octano (1) + etilbenceno (2) + [BMim][NTf2] (3) a T = 298,15 K
I1x I
2x II1x II
2x
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
coef
icie
nte
de d
istr
ibuc
ión
(
0,0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
I2x
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
sele
ctiv
idad
(S)
0
5
10
15
20
I2x
Equilibrio líquido-líquido
153
Figura 3.3.2.50. Diagrama ternario del ELL del sistema octano (1) + etilbenceno (2) + [BMim][NTf2] (3) a T = 298,15 K, (•─•): datos experimentales;(□- - -□): datos calculados con NRTL
Tabla 3.3.3.50. Parámetros binarios de interacción del sistema ternario, Δgij, parámetro α y desviaciones de la composición (σx) y el coeficiente de distribución (Δ) a T= 298,15 K, para la ecuación NRTL
i‐j Δgij(*) Δgji(*) α σx Δ
1-2 -0,4891 3,4823 0,10 0,242 1,78 1-3 64,243 3,3983 2-3 125,97 2,4965
Tabla 3.3.4.50. Parámetros binarios de interacción del sistema ternario, Δuij, y desviaciones de la composición (σx) y el coeficiente de distribución (Δ) a T= 298,15 K, para la ecuación UNIQUAC
i‐j Δuij(*) Δuji(*) σx Δ
1-2 -0,1714 0,3662 0,232 1,93 1-3 1,0614 0,8388 2-3 3,4169 -1,4571
(*)Δgij, Δgji, Δuijy Δuji expresados en kJ·mol-1
[BMim][NTf2]0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0
Etilbenceno
0,0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1,0
Octano
0,0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1,0
Capítulo 3
154
Tabla 3.3.1.51. Curva de solubilidad del sistema nonano (1) + etilbenceno (2) + [BMim][NTf2] (3) a T = 298,15 K
x1 x2 /(g·cm-3) 0,029 0,000 1,42523 0,016 0,093 1,40650 0,022 0,192 1,37542 0,027 0,290 1,34331 0,023 0,387 1,30902 0,021 0,438 1,29113 0,005 0,495 1,27135 0,003 0,606 1,21838 0,000 0,633 1,20406
Tabla 3.3.2.51. Datos experimentales del ELL del sistema nonano (1) + etilbenceno (2) + [BMim][NTf2] (3) a T = 298,15 K
S
0,937 0,063 0,025 0,052 0,83 30,94 0,883 0,117 0,023 0,096 0,82 31,50 0,834 0,166 0,023 0,133 0,80 29,05 0,757 0,243 0,021 0,177 0,73 26,26 0,688 0,312 0,019 0,222 0,71 25,77 0,608 0,392 0,017 0,273 0,70 24,91 0,551 0,449 0,016 0,307 0,68 23,55 0,467 0,533 0,013 0,350 0,66 23,59 0,367 0,633 0,011 0,420 0,66 22,14 0,269 0,731 0,008 0,471 0,64 21,67 0,154 0,846 0,005 0,530 0,63 19,30
a) b)
Figura 3.3.1.51. a) Coeficiente de distribución y b) selectividad con respecto a x2
I del sistema nonano (1) + etilbenceno (2) + [BMim][NTf2] (3) a T = 298,15 K
I1x I
2x II1x II
2x
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
coef
icie
nte
de d
istr
ibuc
ión
(
0,0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
I2x
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
sele
ctiv
idad
(S)
0
10
20
30
40
I2x
Equilibrio líquido-líquido
155
Figura 3.3.2.51. Diagrama ternario del ELL del sistema nonano (1) + etilbenceno (2) + [BMim][NTf2] (3) a T = 298,15 K, (•─•): datos experimentales;(□- - -□): datos calculados con NRTL
Tabla 3.3.3.51. Parámetros binarios de interacción del sistema ternario, Δgij, parámetro α y desviaciones de la composición (σx) y el coeficiente de distribución (Δ) a T= 298,15 K, para la ecuación NRTL
i‐j Δgij(*) Δgji(*) α σx Δ
1-2 2,3362 -2,0306 0,10 0,180 1,80 1-3 27,8334 0,0817 2-3 106,647 -0,9702
Tabla 3.3.4.51. Parámetros binarios de interacción del sistema ternario, Δuij, y desviaciones de la composición (σx) y el coeficiente de distribución (Δ) a T= 298,15 K, para la ecuación UNIQUAC
i‐j Δuij(*) Δuji(*) σx Δ
1-2 -0,7212 0,8878 0,371 3,85 1-3 6302,3 -0,8049 2-3 6,9665 -2,1174
(*)Δgij, Δgji, Δuijy Δuji expresados en kJ·mol-1
[BMim][NTf2]0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0
Etilbenceno
0,0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1,0
Nonano
0,0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1,0
Capítulo 3
156
Tabla 3.3.1.52. Curva de solubilidad del sistema ciclohexano (1) + etilbenceno (2) + [BMim][NTf2] (3) a T = 298,15 K
x1 x2 /(g·cm-3) 0,165 0,000 1,39834 0,156 0,122 1,36645 0,145 0,172 1,35151 0,124 0,257 1,32477 0,088 0,359 1,29523 0,089 0,407 1,27711 0,070 0,453 1,26082 0,028 0,589 1,21670 0,000 0,633 1,20406
Tabla 3.3.2.52. Datos experimentales del ELL del sistema ciclohexano (1) + etilbenceno (2) + [BMim][NTf2] (3) a T = 298,15 K
S
0,939 0,061 0,162 0,052 0,85 4,94 0,896 0,104 0,158 0,086 0,83 4,69 0,834 0,166 0,152 0,122 0,73 4,03 0,776 0,224 0,146 0,156 0,70 3,70 0,721 0,279 0,140 0,190 0,68 3,51 0,665 0,335 0,133 0,222 0,66 3,31 0,419 0,581 0,097 0,360 0,62 2,68 0,294 0,706 0,073 0,441 0,62 2,52 0,169 0,831 0,046 0,521 0,63 2,30 0,103 0,897 0,033 0,558 0,62 1,94
a) b)
Figura 3.3.1.52 a) Coeficiente de distribución y b) selectividad con respecto a x2
I del sistema ciclohexano (1) + etilbenceno (2) + [BMim][NTf2] (3) a T = 298,15 K
I1x I
2x II1x II
2x
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
coef
icie
nte
de d
istr
ibuc
ión
(
0,0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
I2x
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
sele
ctiv
idad
(S)
0
1
2
3
4
5
6
I2x
Equilibrio líquido-líquido
157
Figura 3.3.2.52. Diagrama ternario del ELL del sistema ciclohexano (1) + etilbenceno (2) + [BMim][NTf2] (3) a T = 298,15 K, (•─•): datos experimentales;(□- - -□): datos calculados con NRTL
Tabla 3.3.3.52. Parámetros binarios de interacción del sistema ternario, Δgij, parámetro α y desviaciones de la composición (σx) y el coeficiente de distribución (Δ) a T= 298,15 K, para la ecuación NRTL
i‐j Δgij(*) Δgji(*) α σx Δ
1-2 3,8654 -1,1436 0,10 0,369 2,65 1-3 74,173 1,0336 2-3 126,48 2,3431
Tabla 3.3.4.52. Parámetros binarios de interacción del sistema ternario, Δuij, y desviaciones de la composición (σx) y el coeficiente de distribución (Δ) a T= 298,15 K, para la ecuación UNIQUAC
i‐j Δuij(*) Δuji(*) σx Δ
1-2 1,2011 -0,6955 0,239 1,71 1-3 10,001 -0,8780 2-3 2,0077 -0,8884
(*)Δgij, Δgji, Δuijy Δuji expresados en kJ·mol-1
[BMim][NTf2]0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0
Etilbenceno
0,0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1,0
Ciclohexano
0,0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1,0
Capítulo 3
158
Tabla 3.3.1.53. Curva de solubilidad del sistema ciclooctano (1) + etilbenceno (2) + [BMim][NTf2] (3) a T = 298,15 K
x1 x2 /(g·cm-3) 0,071 0,000 1,41522 0,095 0,047 1,40028 0,065 0,187 1,36388 0,043 0,279 1,33977 0,052 0,420 1,28687 0,042 0,476 1,26672 0,025 0,576 1,22799 0,000 0,633 1,20406
Tabla 3.3.2.53. Datos experimentales del ELL del sistema ciclooctano (1) + etilbenceno (2) + [BMim][NTf2] (3) a T = 298,15 K
S
0,933 0,067 0,072 0,049 0,73 9,48 0,889 0,111 0,068 0,080 0,72 9,42 0,833 0,167 0,065 0,121 0,72 9,29 0,776 0,224 0,064 0,157 0,70 8,50 0,721 0,279 0,063 0,189 0,68 7,75 0,662 0,338 0,062 0,225 0,67 7,11 0,557 0,443 0,061 0,289 0,65 5,96 0,430 0,570 0,057 0,358 0,63 4,74 0,298 0,702 0,047 0,437 0,62 3,95 0,164 0,836 0,031 0,523 0,63 3,31 0,096 0,904 0,022 0,562 0,62 2,71
a) b)
Figura 3.3.1.53. a) Coeficiente de distribución y b) selectividad con respecto a x2
I del sistema ciclooctano (1) + etilbenceno (2) + [BMim][NTf2] (3) a T = 298,15 K
I1x I
2x II1x II
2x
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
Coe
fici
ente
de
dist
ribu
ción
(
0,0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
I2x
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
Sele
ctiv
idad
(S)
0
2
4
6
8
10
I2x
Equilibrio líquido-líquido
159
Figura 3.3.2.53. Diagrama ternario del ELL del sistema ciclooctano (1) + etilbenceno (2) + [BMim][NTf2] (3) a T = 298,15 K, (•─•): datos experimentales;(□- - -□): datos calculados con NRTL
Tabla 3.3.3.53. Parámetros binarios de interacción del sistema ternario, Δgij, parámetro α y desviaciones de la composición (σx) y el coeficiente de distribución (Δ) a T= 298,15 K, para la ecuación NRTL
i‐j Δgij(*) Δgji(*) α σx Δ
1-2 0,3612 2,7514 0,10 0,336 1,85 1-3 71,197 3,1033 2-3 129,89 3,1165
Tabla 3.3.4.53. Parámetros binarios de interacción del sistema ternario, Δuij, y desviaciones de la composición (σx) y el coeficiente de distribución (Δ) a T= 298,15 K, para la ecuación UNIQUAC
i‐j Δuij(*) Δuji(*) σx Δ
1-2 -0,0055 0,2679 0,428 1,81 1-3 0,7784 0,9780 2-3 2,1554 -0,9385
(*)Δgij, Δgji, Δuijy Δuji expresados en kJ·mol-1
[BMim][NTf2]0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0
Etilbenceno
0,0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1,0
Cciclooctano
0,0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1,0
Capítulo 3
160
Tabla 3.3.1.54. Curva de solubilidad del sistema metilciclohexano (1) + etilbenceno (2) + [BMim][NTf2] (3) a T = 298,15 K
x1 x2 /(g·cm-3) 0,130 0,000 1,40820 0,165 0,046 1,39227 0,108 0,178 1,35680 0,100 0,261 1,33224 0,080 0,361 1,30004 0,072 0,411 1,28337 0,054 0,466 1,26250 0,015 0,596 1,21859 0,000 0,633 1,20406
Tabla 3.3.2.54. Datos experimentales del ELL del sistema metilciclohexano (1) + etilbenceno (2) + [BMim][NTf2] (3) a T = 298,15 K
S
0,935 0,065 0,138 0,056 0,86 5,84 0,882 0,118 0,126 0,095 0,81 5,64 0,830 0,170 0,121 0,134 0,79 5,41 0,777 0,223 0,117 0,166 0,74 4,94 0,718 0,282 0,112 0,202 0,72 4,59 0,661 0,339 0,107 0,231 0,68 4,21 0,548 0,452 0,095 0,301 0,67 3,84 0,43 0,570 0,081 0,365 0,64 3,40
0,312 0,688 0,064 0,430 0,63 3,05 0,166 0,834 0,036 0,527 0,63 2,91 0,099 0,901 0,025 0,563 0,62 2,47
a) b)
Figura 3.3.1.54. a) Coeficiente de distribución y b) selectividad con respecto a x2
I del sistema metilciclohexano (1) + etilbenceno (2) + [BMim][NTf2] (3) a T = 298,15 K
I1x I
2x II1x II
2x
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
coef
icie
nte
de d
istr
ibuc
ión
(
0,0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
I2x
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
sele
ctiv
idad
(S)
0
2
4
6
8
I2x
Equilibrio líquido-líquido
161
Figura 3.3.2.54. Diagrama ternario del ELL del sistema metilciclohexano (1) + etilbenceno (2) + [BMim][NTf2] (3) a T = 298,15 K, (•─•): datos experimentales;(□- - -□): datos calculados con NRTL
Tabla 3.3.3.54. Parámetros binarios de interacción del sistema ternario, Δgij, parámetro α y desviaciones de la composición (σx) y el coeficiente de distribución (Δ) a T= 298,15 K, para la ecuación NRTL
i‐j Δgij(*) Δgji(*) α σx Δ
1-2 2,0457 0,0504 0,20 0,171 1,29 1-3 14,638 1,1035 2-3 48,059 1,5033
Tabla 3.3.4.54. Parámetros binarios de interacción del sistema ternario, Δuij, y desviaciones de la composición (σx) y el coeficiente de distribución (Δ) a T= 298,15 K, para la ecuación UNIQUAC
i‐j Δuij(*) Δuji(*) σx Δ
1-2 1,0832 -0,6693 0,140 0,94 1-3 7,1765 -0,9413 2-3 2,9443 -1,3074
(*)Δgij, Δgji, Δuijy Δuji expresados en kJ·mol-1
[BMim][NTf2]0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0
Etilbenceno
0,0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1,0
Metilciclohexano
0,0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1,0
Capítulo 3
162
Tabla 3.3.1.55. Curva de solubilidad del sistema hexano (1) + benceno (2) + [PMim][NTf2] (3) a T = 298,15 K
x1 x2 /(g·cm-3) 0,079 0,000 1,45077 0,080 0,046 1,44246 0,087 0,086 1,43359 0,067 0,186 1,40886 0,077 0,273 1,38458 0,061 0,363 1,35694 0,058 0,449 1,32399 0,048 0,586 1,26443 0,026 0,733 1,18423 0,000 0,794 1,15332
Tabla 3.3.2.55. Datos experimentales del ELL del sistema hexano (1) + benceno (2) + [PMim][NTf2] (3) a T = 298,15 K
S
0,955 0,045 0,079 0,065 1,44 17,46 0,911 0,089 0,076 0,126 1,42 16,97 0,862 0,138 0,074 0,195 1,41 16,46 0,816 0,184 0,072 0,253 1,38 15,58 0,752 0,248 0,069 0,322 1,30 14,15 0,669 0,331 0,065 0,397 1,20 12,34 0,624 0,376 0,062 0,435 1,16 11,64 0,529 0,471 0,057 0,504 1,07 9,93 0,442 0,558 0,049 0,555 0,99 8,97 0,353 0,647 0,042 0,608 0,94 7,90 0,212 0,788 0,029 0,683 0,87 6,34
a) b)
Figura 3.3.1.55. a) Coeficiente de distribución y b) selectividad con respecto a x2
I del sistema hexano (1) + benceno (2) + [PMim][NTf2] (3) a T = 298,15 K
I1x I
2x II1x II
2x
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
coef
icie
nte
de d
istr
ibuc
ión
(
0,0
0,5
1,0
1,5
2,0
I2x
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
sele
ctiv
idad
(S)
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
I2x
Equilibrio líquido-líquido
163
Figura 3.3.2.55. Diagrama ternario del ELL del sistema hexano (1) + benceno (2) + [PMim][NTf2] a T = 283,15 K, (•─•): datos experimentales;(□- - -□): datos calculados con NRTL Tabla 3.3.3.55. Parámetros binarios de interacción del sistema ternario, Δgij, parámetro α y desviaciones de la composición (σx) y el coeficiente de distribución (Δ) a T= 283,15 K, para la ecuación NRTL
i‐j Δgij(*) Δgji(*) α σx Δ
1-2 -2,8546 6,7015 0,30 0,330 2,54 1-3 23,641 7,1405 2-3 27,557 -2,0353
(*)Δgijy Δgji expresados en kJ·mol-1
[PMim][NTf2]0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0
Benceno
0,0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1,0
Hexano
0,0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1,0
Capítulo 3
164
Tabla 3.3.1.56. Curva de solubilidad del sistema heptano (1) + benceno (2) + [PMim][NTf2] (3) a T = 298,15 K
x1 x2 /(g·cm-3) 0,050 0,000 1,45759 0,049 0,044 1,44776 0,060 0,085 1,43988 0,051 0,181 1,41790 0,037 0,279 1,39256 0,047 0,370 1,36238 0,042 0,467 1,32647 0,039 0,565 1,28165 0,021 0,685 1,21837 0,012 0,742 1,18478 0,000 0,794 1,15332
Tabla 3.3.2.56. Datos experimentales del ELL del sistema heptano (1) + benceno (2) + [PMim][NTf2] (3) a T = 298,15 K
S
0,957 0,043 0,052 0,063 1,47 26,96 0,903 0,097 0,050 0,134 1,38 24,95 0,858 0,142 0,050 0,193 1,36 23,32 0,813 0,187 0,049 0,250 1,34 22,18 0,765 0,235 0,048 0,300 1,28 20,35 0,719 0,281 0,047 0,347 1,23 18,89 0,622 0,378 0,044 0,433 1,15 16,19 0,515 0,485 0,040 0,508 1,05 13,49 0,372 0,628 0,033 0,594 0,95 10,66 0,247 0,753 0,025 0,658 0,87 8,63 0,177 0,823 0,020 0,695 0,84 7,47
a) b)
Figura 3.3.1.56. a) Coeficiente de distribución y b) selectividad con respecto a x2
I del sistema heptano (1) + benceno (2) + [PMim][NTf2] (3) a T = 298,15 K
I1x I
2x II1x II
2x
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
coef
icie
nte
de d
istr
ibuc
ión
(
0,0
0,5
1,0
1,5
2,0
I2x
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
sele
ctiv
idad
(S)
0
5
10
15
20
25
30
I2x
Equilibrio líquido-líquido
165
Figura 3.3.2.56. Diagrama ternario del ELL del sistema heptano (1) + benceno (2) + [PMim][NTf2] a T = 283,15 K, (•─•): datos experimentales;(□- - -□): datos calculados con NRTL Tabla 3.3.3.56. Parámetros binarios de interacción del sistema ternario, Δgij, parámetro α y desviaciones de la composición (σx) y el coeficiente de distribución (Δ) a T= 283,15 K, para la ecuación NRTL
i‐j Δgij(*) Δgji(*) α σx Δ
1-2 2,6701 -7,0799 0,10 0,223 2,01 1-3 25,656 -1,2262 2-3 37,112 -16,050
(*)Δgijy Δgji expresados en kJ·mol-1
[PMim][NTf2]0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0
Benceno
0,0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1,0
Heptano
0,0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1,0
Capítulo 3
166
Tabla 3.3.1.57. Curva de solubilidad del sistema octano (1) + benceno (2) + [PMim][NTf2] (3) a T = 298,15 K
x1 x2 /(g·cm-3) 0,037 0,000 1,46169 0,039 0,045 1,45454 0,021 0,085 1,44659 0,030 0,188 1,42159 0,031 0,281 1,39658 0,031 0,373 1,36661 0,032 0,477 1,32746 0,030 0,575 1,28075 0,021 0,676 1,22775 0,018 0,728 1,19611 0,000 0,794 1,15332
Tabla 3.3.2.57. Datos experimentales del ELL del sistema octano (1) + benceno (2) + [PMim][NTf2] (3) a T = 23.3.1.55. 98,15 K
S
0,959 0,041 0,028 0,061 1,49 50,96 0,911 0,089 0,027 0,125 1,40 47,39 0,864 0,136 0,028 0,182 1,34 41,29 0,765 0,235 0,031 0,288 1,23 30,24 0,718 0,282 0,033 0,335 1,19 25,85 0,672 0,328 0,034 0,377 1,15 22,72 0,569 0,431 0,035 0,459 1,06 17,31 0,452 0,548 0,032 0,544 0,99 14,02 0,322 0,678 0,026 0,617 0,91 11,27 0,182 0,818 0,021 0,669 0,82 7,090
a) b)
Figura 3.3.1.57. a) Coeficiente de distribución y b) selectividad con respecto a x2
I del sistema octano (1) + benceno (2) + [PMim][NTf2] (3) a T = 298,15 K
I1x I
2x II1x II
2x
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
coef
icie
nte
de d
istr
ibuc
ión
(
0,0
0,5
1,0
1,5
2,0
I2x
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
sele
ctiv
idad
(S)
0
10
20
30
40
50
60
I2x
Equilibrio líquido-líquido
167
Figura 3.3.2.57. Diagrama ternario del ELL para el sistema octano (1) + benceno (2) + [PMim][NTf2] a T = 283,15 K, (•─•): datos experimentales;(□- - -□): datos calculados con NRTL Tabla 3.3.3.57. Parámetros binarios de interacción del sistema ternario, Δgij, parámetro α y desviaciones de la composición (σx) y el coeficiente de distribución (Δ) a T= 283,15 K, para la ecuación NRTL
i‐j Δgij(*) Δgji(*) α σx Δ
1-2 -2,8782 4,0392 0,30 0,102 1,23 1-3 22,278 7,7924 2-3 17,862 -4,3665
(*)Δgijy Δgji expresados en kJ·mol-1
[PMim][NTf2]0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0
Benceno
0,0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1,0
Octano
0,0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1,0
Capítulo 3
168
Tabla 3.3.1.58. Curva de solubilidad del sistema nonano (1) + benceno (2) + [PMim][NTf2] (3) a T = 298,15 K
x1 x2 /(g·cm-3) 0,029 0,000 1,46556 0,024 0,050 1,45561 0,043 0,091 1,44734 0,042 0,192 1,42460 0,042 0,283 1,39943 0,032 0,381 1,36787 0,021 0,482 1,33205 0,012 0,588 1,28482 0,012 0,697 1,22014 0,003 0,754 1,18601 0,000 0,794 1,15332
Tabla 3.3.2.58. Datos experimentales del ELL del sistema nonano (1) + benceno (2) + [PMim][NTf2] (3) a T = 298,15 K
S
0,961 0,039 0,042 0,058 1,49 34,03 0,919 0,081 0,042 0,117 1,44 31,61 0,876 0,124 0,042 0,167 1,35 28,09 0,817 0,183 0,043 0,232 1,27 24,09 0,765 0,235 0,040 0,283 1,20 23,03 0,675 0,325 0,034 0,379 1,17 23,15 0,607 0,393 0,029 0,435 1,11 23,17 0,513 0,487 0,022 0,504 1,03 24,13 0,386 0,614 0,015 0,587 0,96 24,60 0,242 0,758 0,010 0,663 0,87 21,17
a) b)
Figura 3.3.1.58. a) Coeficiente de distribución y b) selectividad con respecto a x2
I del sistema nonano (1) + benceno (2) + [PMim][NTf2] (3) a T = 298,15 K
I1x I
2x II1x II
2x
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
coef
icie
nte
de d
istr
ibuc
ión
(
0,0
0,5
1,0
1,5
2,0
I2x
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
sele
ctiv
idad
(S)
0
10
20
30
40
50
I2x
Equilibrio líquido-líquido
169
Figura 3.3.2.58. Diagrama ternario del ELL del sistema nonano (1) + benceno (2) + [PMim][NTf2] a T = 283,15 K, (•─•): datos experimentales;(□- - -□): datos calculados con NRTL Tabla 3.3.3.58. Parámetros binarios de interacción del sistema ternario, Δgij, parámetro α y desviaciones de la composición (σx) y el coeficiente de distribución (Δ) a T= 283,15 K, para la ecuación NRTL
i‐j Δgij(*) Δgji(*) α σx Δ
1-2 -0,7836 -5,9394 0,10 0,154 1,50 1-3 45,822 0,7779 2-3 43,082 -16,846
(*)Δgijy Δgji expresados en kJ·mol-1
[PMim][NTf2]0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0
Benceno
0,0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1,0
Nonane
0,0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1,0
Capítulo 3
170
Tabla 3.3.1.59. Curva de solubilidad del sistema ciclohexano (1) + benceno (2) + [PMim][NTf2] (3) a T = 298,15 K
x1 x2 /(g·cm-3) 0,135 0,000 1,43437 0,182 0,040 1,42621 0,184 0,078 1,41890 0,168 0,168 1,38735 0,171 0,242 1,36234 0,169 0,331 1,34496 0,103 0,450 1,30866 0,083 0,546 1,26653 0,057 0,653 1,21381 0,032 0,727 1,18080 0,000 0,794 1,15332
Tabla 3.3.2.59. Datos experimentales del ELL del sistema ciclohexano (1) + benceno (2) + [PMim][NTf2] (3) a T = 298,15 K
S
0,907 0,093 0,180 0,098 1,05 5,31 0,860 0,140 0,180 0,151 1,08 5,15 0,813 0,187 0,178 0,198 1,06 4,84 0,766 0,234 0,173 0,248 1,06 4,69 0,715 0,285 0,165 0,298 1,05 4,53 0,610 0,390 0,135 0,379 0,97 4,39 0,495 0,505 0,110 0,495 0,98 4,41 0,373 0,627 0,084 0,569 0,91 4,03 0,239 0,761 0,061 0,648 0,85 3,34 0,168 0,832 0,047 0,685 0,82 2,94
a) b)
Figura 3.3.1.59. a) Coeficiente de distribución y b) selectividad con respecto a x2
I del sistema ciclohexano (1) + benceno (2) + [PMim][NTf2] (3) a T = 298,15 K
I1x I
2x II1x II
2x
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
coef
icie
nte
de d
istr
ibuc
ión
(
0,0
0,5
1,0
1,5
2,0
I2x
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
sele
ctiv
idad
(S)
0
1
2
3
4
5
6
I2x
Equilibrio líquido-líquido
171
Figura 3.3.2.59. Diagrama ternario del ELL del sistema ciclohexano (1) + benceno (2) + [PMim][NTf2] a T = 283,15 K, (•─•): datos experimentales;(□- - -□): datos calculados con NRTL Tabla 3.3.3.59. Parámetros binarios de interacción del sistema ternario, Δgij, parámetro α y desviaciones de la composición (σx) y el coeficiente de distribución (Δ) a T= 283,15 K, para la ecuación NRTL
i‐j Δgij(*) Δgji(*) α σx Δ
1-2 -8,9173 15,158 0,10 0,264 1,57 1-3 98,097 3,6893 2-3 124,78 -1,3109
(*)Δgijy Δgji expresados en kJ·mol-1
[PMim][NTf2]0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0
Benceno
0,0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1,0
Ciclohexano
0,0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1,0
Capítulo 3
172
Tabla 3.3.1.60. Curva de solubilidad del sistema ciclooctano (1) + benceno (2) + [PMim][NTf2] (3) a T = 298,15 K
x1 x2 /(g·cm-3) 0,035 0,000 1,45391 0,069 0,047 1,44896 0,053 0,089 1,43942 0,066 0,185 1,41624 0,054 0,281 1,39217 0,058 0,370 1,36140 0,058 0,473 1,32197 0,049 0,565 1,27883 0,034 0,681 1,21829 0,024 0,732 1,19259 0,000 0,794 1,15332
Tabla 3.3.2.60. Datos experimentales del ELL del sistema ciclooctano (1) + benceno (2) + [PMim][NTf2] (3) a T = 298,15 K
S
0,969 0,031 0,051 0,065 2,10 39,84 0,917 0,083 0,055 0,145 1,75 29,13 0,869 0,131 0,060 0,205 1,56 22,66 0,826 0,174 0,062 0,252 1,45 19,29 0,772 0,228 0,064 0,311 1,36 16,45 0,725 0,275 0,064 0,352 1,28 14,50 0,625 0,375 0,061 0,425 1,13 11,61 0,508 0,492 0,055 0,503 1,02 9,44 0,389 0,611 0,047 0,573 0,94 7,76 0,256 0,744 0,036 0,648 0,87 6,19 0,172 0,828 0,027 0,696 0,84 5,35
a) b)
Figura 3.3.1.60. a) Coeficiente de distribución y b) selectividad con respecto a x2
I del sistema ciclooctano (1) + benceno (2) + [PMim][NTf2] (3) a T = 298,15 K
I1x I
2x II1x II
2x
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
coef
icie
nte
de d
istr
ibuc
ión
(
0,0
0,5
1,0
1,5
2,0
2,5
I2x
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
sele
ctiv
idad
(S)
0
10
20
30
40
50
I2x
Equilibrio líquido-líquido
173
Figura 3.3.2.60 Diagrama ternario del ELL del sistema ciclooctano (1) + benceno (2) + [PMim][NTf2] a T = 283,15 K, (•─•): datos experimentales;(□- - -□): datos calculados con NRTL Tabla 3.3.3.60. Parámetros binarios de interacción del sistema ternario, Δgij, parámetro α y desviaciones de la composición y el coeficiente de distribución a T= 283,15 K, para la ecuación NRTL
i‐j Δgij(*) Δgji(*) α σx Δ
1-2 -2,8782 4,0392 0,30 0,102 1,23 1-3 22,278 7,7924 2-3 17,862 -4,3665
(*)Δgijy Δgji expresados en kJ·mol-1
[PMim][NTf2]0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0
Benceno
0,0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1,0
Ciclooctano
0,0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1,0
Capítulo 3
174
Tabla 3.3.1.61. Curva de solubilidad del sistema metilciclohexano (1) + benceno (2) + [PMim][NTf2] (3) a T = 298,15 K
x1 x2 /(g·cm-3) 0,099 0,000 1,44764 0,087 0,090 1,42940 0,098 0,175 1,40874 0,093 0,263 1,38498 0,059 0,405 1,34087 0,066 0,551 1,27226 0,048 0,668 1,21380 0,013 0,746 1,18232 0,000 0,794 1,15332
Tabla 3.3.2.61. Datos experimentales del ELL del sistema metilciclohexano (1) + benceno (2) + [PMim][NTf2] (3) a T = 298,15 K
S
0,950 0,050 0,094 0,083 1,66 16,78 0,899 0,101 0,091 0,152 1,50 14,87 0,858 0,142 0,090 0,200 1,41 13,43 0,811 0,189 0,089 0,268 1,42 12,92 0,766 0,234 0,086 0,301 1,29 11,46 0,718 0,282 0,084 0,342 1,21 10,37 0,615 0,385 0,077 0,426 1,11 8,84 0,506 0,494 0,070 0,494 1,00 7,23 0,382 0,618 0,058 0,577 0,93 6,15 0,251 0,749 0,044 0,651 0,87 4,96 0,178 0,822 0,036 0,687 0,84 4,13
a) b)
Figura 3.3.1.61. a) Coeficiente de distribución y b) selectividad con respecto a x2
I del sistema metilciclohexano (1) + benceno (2) + [PMim][NTf2] (3) a T = 298,15 K
I1x I
2x II1x II
2x
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
coef
icie
nte
de d
istr
ibuc
ión
(
0,0
0,5
1,0
1,5
2,0
I2x
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
sele
ctiv
idad
(S)
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
I2x
Equilibrio líquido-líquido
175
Figura 3.3.2.61. Diagrama ternario del ELL del sistema metilciclohexano (1) + benceno (2) + [PMim][NTf2] a T = 283,15 K, (•─•): datos experimentales;(□- - -□): datos calculados con NRTL Tabla 3.3.3.61. Parámetros binarios de interacción del sistema ternario, Δgij, parámetro α y desviaciones de la composición (σx) y el coeficiente de distribución (Δ) a T= 283,15 K, para la ecuación NRTL
i‐j Δgij(*) Δgji(*) α σx Δ
1-2 -1,3863 2,9772 0,25 0,198 1,68 1-3 15,667 3,5821 2-3 39,301 -1,3741
(*)Δgijy Δgji expresados en kJ·mol-1
[PMim][NTf2]0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0
Benceno
0,0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1,0
Metilciclohexano
0,0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1,0
Capítulo 3
176
Tabla 3.3.1.62. Curva de solubilidad del sistema hexano (1) + tolueno (2) + [PMim][NTf2] (3) a T = 298,15 K
x1 x2 /(g·cm-3) 0,079 0,000 1,45077 0,066 0,051 1,43927 0,074 0,087 1,42936 0,061 0,186 1,40188 0,066 0,281 1,37151 0,064 0,372 1,33791 0,058 0,451 1,30726 0,031 0,588 1,43927 0,000 0,689 1,19755
Tabla 3.3.2.62. Datos experimentales del ELL del sistema hexano (1) + tolueno (2) + [PMim][NTf2] (3) a T = 298,15 K
S
0,946 0,054 0,069 0,053 0,98 13,46 0,887 0,113 0,065 0,109 0,96 13,16 0,789 0,211 0,065 0,196 0,93 11,28 0,732 0,268 0,066 0,241 0,90 9,97 0,675 0,325 0,067 0,282 0,87 8,74 0,590 0,410 0,066 0,345 0,84 7,52 0,446 0,554 0,059 0,430 0,78 5,87 0,327 0,673 0,049 0,502 0,75 4,98 0,190 0,810 0,031 0,589 0,73 4,46 0,117 0,883 0,024 0,620 0,70 3,42
a) b)
Figura 3.3.1.62. a) Coeficiente de distribución y b) selectividad con respecto a x2
I del sistema hexano (1) + tolueno (2) + [PMim][NTf2] (3) a T = 298,15 K
I1x I
2x II1x II
2x
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
coef
icie
nte
de d
istr
ibuc
ión
(
0,0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
1,2
I2x
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
sele
ctiv
idad
(S)
0
2
4
6
8
10
12
14
I2x
Equilibrio líquido-líquido
177
Figura 3.3.2.62. Diagrama ternario del ELL del sistema hexano (1) + tolueno (2) + [PMim][NTf2] a T = 283,15 K, (•─•): datos experimentales;(□- - -□): datos calculados con NRTL Tabla 3.3.3.62. Parámetros binarios de interacción del sistema ternario, Δgij, parámetro α y desviaciones de la composición (σx) y el coeficiente de distribución (Δ) a T= 283,15 K, para la ecuación NRTL
i‐j Δgij(*) Δgji(*) α σx Δ
1-2 -1,7342 3,5187 0,10 0,167 0,69 1-3 82,189 4,4893 2-3 123,82 0,6852
(*)Δgijy Δgji expresados en kJ·mol-1
[PMim][NTf2]0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0
Tolueno
0,0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1,0
Hexano
0,0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1,0
Capítulo 3
178
Tabla 3.3.1.63. Curva de solubilidad del sistema heptano (1) + tolueno (2) + [PMim][NTf2] (3) a T = 298,15 K
x1 x2 /(g·cm-3) 0,050 0,000 1,45759 0,042 0,053 1,44677 0,046 0,092 1,43500 0,045 0,188 1,40368 0,048 0,279 1,37886 0,042 0,409 1,33113 0,033 0,544 1,27197 0,020 0,596 1,24738 0,012 0,648 1,22067 0,000 0,689 1,19755
Tabla 3.3.2.63. Datos experimentales del ELL del sistema heptano (1) + tolueno (2) + [PMim][NTf2] (3) a T = 298,15 K
S
0,914 0,086 0,043 0,085 0,99 21,01 0,842 0,158 0,043 0,143 0,91 17,72 0,790 0,210 0,044 0,184 0,88 15,73 0,739 0,261 0,046 0,229 0,88 14,10 0,684 0,316 0,047 0,265 0,84 12,20 0,574 0,426 0,047 0,341 0,80 9,78 0,455 0,545 0,044 0,418 0,77 7,93 0,328 0,672 0,037 0,492 0,73 6,49 0,262 0,738 0,032 0,529 0,72 5,87 0,128 0,872 0,019 0,611 0,70 4,72
a) b)
Figura 3.3.1.63. a) Coeficiente de distribución y b) selectividad con respecto a x2
I del sistema heptano (1) + tolueno (2) + [PMim][NTf2] (3) a T = 298,15 K
I1x I
2x II1x II
2x
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
coef
icie
nte
de d
istr
ibuc
ión
(
0,0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
1,2
I2x
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
sele
ctiv
idad
(S)
0
5
10
15
20
25
I2x
Equilibrio líquido-líquido
179
Figura 3.3.2.63. Diagrama ternario del ELL del sistema heptano (1) + tolueno (2) + [PMim][NTf2] a T = 283,15 K, (•─•): datos experimentales;(□- - -□): datos calculados con NRTL Tabla 3.3.3.63. Parámetros binarios de interacción del sistema ternario, Δgij, parámetro α y desviaciones de la composición (σx) y el coeficiente de distribución (Δ) a T= 283,15 K, para la ecuación NRTL
i‐j Δgij(*) Δgji(*) α σx Δ
1-2 1,3144 -0,1072 0,10 0,104 1,30 1-3 75,757 5,0260 2-3 122,64 0,4809
(*)Δgijy Δgji expresados en kJ·mol-1
[PMim][NTf2]0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0
Tolueno
0,0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1,0
Heptano
0,0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1,0
Capítulo 3
180
Tabla 3.3.1.64. Curva de solubilidad del sistema octano (1) + tolueno (2) + [PMim][NTf2] (3) a T = 298,15 K
x1 x2 /(g·cm-3) 0,037 0,000 1,46169 0,044 0,050 1,45060 0,034 0,191 1,41335 0,031 0,286 1,38193 0,028 0,416 1,33630 0,026 0,511 1,29255 0,022 0,558 1,26840 0,016 0,603 1,24666 0,008 0,653 1,22153 0,000 0,689 1,19755
Tabla 3.3.2.64. Datos experimentales del ELL del sistema octano (1) + tolueno (2) + [PMim][NTf2] (3) a T = 298,15 K
S
0,940 0,060 0,030 0,055 0,92 28,72 0,888 0,112 0,032 0,102 0,91 25,27 0,839 0,161 0,032 0,144 0,89 23,45 0,788 0,212 0,033 0,187 0,88 21,06 0,738 0,262 0,033 0,225 0,86 19,21 0,684 0,316 0,033 0,265 0,84 17,38 0,575 0,425 0,033 0,338 0,80 13,86 0,459 0,541 0,032 0,413 0,76 10,95 0,336 0,664 0,027 0,488 0,73 9,15 0,197 0,803 0,018 0,572 0,71 7,80 0,130 0,870 0,014 0,609 0,70 6,50
a) b)
Figura 3.3.1.64. a) Coeficiente de distribución y b) selectividad con respecto a x2
I del sistema octano (1) + tolueno (2) + [PMim][NTf2] (3) a T = 298,15 K
I1x I
2x II1x II
2x
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
coef
icie
nte
de d
istr
ibuc
ión
(
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1,0
I2x
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
sele
ctiv
idad
(S)
0
5
10
15
20
25
30
I2x
Equilibrio líquido-líquido
181
Figura 3.3.2.64. Diagrama ternario del ELL del sistema octano (1) + tolueno (2) + [PMim][NTf2] a T = 283,15 K, (•─•): datos experimentales;(□- - -□): datos calculados con NRTL Tabla 3.3.3.64. Parámetros binarios de interacción del sistema ternario, Δgij, parámetro α y desviaciones de la composición (σx) y el coeficiente de distribución (Δ) a T= 283,15 K, para la ecuación NRTL
i‐j Δgij(*) Δgji(*) α σx Δ
1-2 -3,3558 4,3178 0,25 0,067 0,76 1-3 76,605 5,7283 2-3 117,27 -0,5293
(*)Δgijy Δgji expresados en kJ·mol-1
[PMim][NTf2]0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0
Tolueno
0,0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1,0
Octano
0,0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1,0
Capítulo 3
182
Tabla 3.3.1.65. Curva de solubilidad del sistema nonano (1) + tolueno (2) + [PMim][NTf2] (3) a T = 298,15 K
x1 x2 /(g·cm-3) 0,029 0,000 1,46556 0,032 0,054 1,45435 0,031 0,196 1,41829 0,028 0,295 1,38642 0,049 0,417 1,33650 0,023 0,516 1,29795 0,013 0,615 1,24851 0,000 0,689 1,19755
Tabla 3.3.2.65. Datos experimentales del ELL del sistema nonano (1) + tolueno (2) + [PMim][NTf2] (3) a T = 298,15 K
S
0,950 0,050 0,029 0,048 0,96 31,45 0,887 0,113 0,028 0,105 0,93 29,44 0,839 0,161 0,028 0,146 0,91 27,17 0,787 0,213 0,030 0,198 0,93 24,39 0,733 0,267 0,031 0,232 0,87 20,55 0,664 0,336 0,032 0,284 0,85 17,54 0,571 0,429 0,032 0,366 0,85 15,22 0,455 0,545 0,030 0,421 0,77 11,72 0,329 0,671 0,024 0,497 0,74 10,15 0,197 0,803 0,017 0,574 0,71 8,28 0,133 0,867 0,013 0,613 0,71 7,23
a) b)
Figura 3.3.1.65. a) Coeficiente de distribución y b) selectividad con respecto a x2
I del sistema nonano (1) + tolueno (2) + [PMim][NTf2] (3) a T = 298,15 K
I1x I
2x II1x II
2x
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
coef
icie
nte
de d
istr
ibuc
ión
(
0,0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
1,2
1,4
I2x
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
sele
ctiv
idad
(S)
0
10
20
30
40
I2x
Equilibrio líquido-líquido
183
Figura 3.3.2.65. Diagrama ternario del ELL del sistema nonano (1) + tolueno (2) + [PMim][NTf2] a T = 283,15 K, (•─•): datos experimentales;(□- - -□): datos calculados con NRTL Tabla 3.3.3.65. Parámetros binarios de interacción del sistema ternario, Δgij, parámetro α y desviaciones de la composición (σx) y el coeficiente de distribución (Δ) a T= 283,15 K, para la ecuación NRTL
i‐j Δgij(*) Δgji(*) α σx Δ
1-2 -5,0292 6,3530 0,10 0,253 1,91 1-3 79,843 6,2461 2-3 115,26 -1,0951
(*)Δgijy Δgji expresados en kJ·mol-1
[PMim][NTf2]0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0
Tolueno
0,0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1,0
Nonano
0,0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1,0
Capítulo 3
184
Tabla 3.3.1.66. Curva de solubilidad del sistema ciclohexano (1) + tolueno (2) + [PMim][NTf2] (3) a T = 298,15 K
x1 x2 /(g·cm-3) 0,135 0,000 1,43437 0,136 0,084 1,43274 0,182 0,163 1,39538 0,131 0,275 1,37450 0,099 0,409 1,32165 0,074 0,473 1,29087 0,057 0,538 1,26562 0,060 0,577 1,24920 0,000 0,658 1,20955
Tabla 3.3.2.66. Datos experimentales del ELL del sistema ciclohexano (1) + tolueno (2) + [PMim][NTf2] (3) a T = 298,15 K
S
0,943 0,057 0,147 0,075 1,32 8,44 0,892 0,108 0,155 0,135 1,25 7,19 0,842 0,158 0,159 0,171 1,08 5,73 0,792 0,208 0,140 0,200 0,96 5,44 0,666 0,334 0,117 0,299 0,90 5,10 0,576 0,424 0,110 0,360 0,85 4,45 0,458 0,542 0,096 0,421 0,78 3,71 0,327 0,673 0,073 0,496 0,74 3,30 0,192 0,808 0,045 0,573 0,71 3,03 0,119 0,881 0,026 0,617 0,70 3,21
a) b)
Figura 3.3.1.66. a) Coeficiente de distribución y b) selectividad con respecto a x2
I del sistema ciclohexano (1) + tolueno (2) + [PMim][NTf2] (3) a T = 298,15 K
I1x I
2x II1x II
2x
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
coef
icie
nte
de d
istr
ibuc
ión
(
0,0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
1,2
1,4
I2x
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
sele
ctiv
idad
(S)
0
2
4
6
8
10
I2x
Equilibrio líquido-líquido
185
Figura 3.3.2.66. Diagrama ternario del ELL del sistema ciclohexano (1) + tolueno (2) + [PMim][NTf2] a T = 283,15 K, (•─•): datos experimentales;(□- - -□): datos calculados con NRTL Tabla 3.3.3.66. Parámetros binarios de interacción del sistema ternario, Δgij, parámetro α y desviaciones de la composición (σx) y el coeficiente de distribución (Δ) a T= 283,15 K, para la ecuación NRTL
i‐j Δgij(*) Δgji(*) α σx Δ
1-2 -1,386 2,977 0,25 0,198 1,68 1-3 15,667 3,582 2-3 39,301 -1,374
(*)Δgijy Δgji expresados en kJ·mol-1
[PMim][NTf2]0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0
Tolueno
0,0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1,0
Ciclohexano
0,0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1,0
Capítulo 3
186
Tabla 3.3.1.67. Curva de solubilidad del sistema ciclooctano (1) + tolueno (2) + [PMim][NTf2] (3) a T = 298,15 K
x1 x2 /(g·cm-3) 0,035 0,000 1,45391 0,048 0,049 1,44687 0,045 0,091 1,43469 0,045 0,189 1,40848 0,047 0,283 1,37980 0,049 0,410 1,33197 0,041 0,496 1,29607 0,034 0,549 1,27152 0,020 0,583 1,25630 0,000 0,689 1,19755
Tabla 3.3.2.67. Datos experimentales del ELL del sistema ciclooctano (1) + tolueno (2) + [PMim][NTf2] (3) a T = 298,15 K
S
0,952 0,048 0,039 0,055 1,15 27,97 0,910 0,090 0,040 0,100 1,11 25,28 0,858 0,142 0,044 0,150 1,06 20,60 0,802 0,198 0,048 0,193 0,97 16,29 0,758 0,242 0,051 0,229 0,95 14,06 0,699 0,301 0,054 0,266 0,88 11,44 0,590 0,410 0,056 0,335 0,82 8,61 0,469 0,531 0,050 0,411 0,77 7,26 0,339 0,661 0,040 0,487 0,74 6,24 0,196 0,804 0,025 0,573 0,71 5,59 0,148 0,852 0,020 0,600 0,70 5,21
a) b)
Figura 3.3.1.67. a) Coeficiente de distribución y b) selectividad con respecto a x2
I del sistema ciclooctano (1) + tolueno (2) + [PMim][NTf2] (3) a T = 298,15 K
I1x I
2x II1x II
2x
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
coef
icie
nte
de d
istr
ibuc
ión
(
0,6
0,7
0,8
0,9
1,0
1,1
1,2
I2x
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
sele
ctiv
idad
(S)
0
5
10
15
20
25
30
I2x
Equilibrio líquido-líquido
187
Figura 3.3.2.67. Diagrama ternario del ELL del sistema ciclooctano (1) + tolueno (2) + [PMim][NTf2] a T = 283,15 K, (•─•): datos experimentales;(□- - -□): datos calculados con NRTL Tabla 3.3.3.67. Parámetros binarios de interacción del sistema ternario, Δgij, parámetro α y desviaciones de la composición (σx) y el coeficiente de distribución (Δ) a T= 283,15 K, para la ecuación NRTL
i‐j Δgij(*) Δgji(*) α σx Δ
1-2 3,6238 -1,9120 0,10 0,145 1,12 1-3 68,599 1,8156 2-3 122,93 0,3238
(*)Δgijy Δgji expresados en kJ·mol-1
[PMim][NTf2]0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0
Tolueno
0,0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1,0
Ciclooctano
0,0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1,0
Capítulo 3
188
Tabla 3.3.1.68. Curva de solubilidad del sistema metilciclohexano (1) + tolueno (2) + [PMim][NTf2] (3) a T = 298,15 K
x1 x2 /(g·cm-3) 0,099 0,000 1,44764 0,088 0,049 1,43672 0,096 0,090 1,42636 0,108 0,187 1,39960 0,068 0,286 1,36818 0,054 0,408 1,32447 0,046 0,502 1,28488 0,040 0,548 1,26315 0,033 0,598 1,24191 0,000 0,689 1,19755
Tabla 3.3.2.68. Datos experimentales del ELL del sistema metilciclohexano (1) + tolueno (2) + [PMim][NTf2] (3) a T = 298,15 K
S
0,934 0,066 0,096 0,075 1,14 11,06 0,886 0,114 0,094 0,120 1,05 9,92 0,835 0,165 0,092 0,162 0,98 8,91 0,783 0,217 0,088 0,207 0,95 8,49 0,738 0,262 0,085 0,239 0,91 7,92 0,676 0,324 0,081 0,277 0,85 7,14 0,541 0,459 0,071 0,358 0,78 5,94 0,424 0,576 0,058 0,438 0,76 5,56 0,306 0,694 0,045 0,506 0,73 4,96 0,215 0,785 0,034 0,561 0,71 4,52 0,118 0,882 0,021 0,619 0,70 3,94
a) b)
Figura 3.3.1.68. a) Coeficiente de distribución y b) selectividad con respecto a x2
I del sistema metilciclohexano (1) + tolueno (2) + [PMim][NTf2] (3) a T = 298,15 K
I1x I
2x II1x II
2x
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
coef
icie
nte
de d
istr
ibuc
ión
(
0,6
0,7
0,8
0,9
1,0
1,1
1,2
I2x
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
sele
ctiv
idad
(S)
0
2
4
6
8
10
12
14
I2x
Equilibrio líquido-líquido
189
Figura 3.3.2.68. Diagrama ternario del ELL del sistema metilciclohexano (1) + tolueno (2) + [PMim][NTf2] a T = 283,15 K, (•─•): datos experimentales;(□- - -□): datos calculados con NRTL Tabla 3.3.3.68. Parámetros binarios de interacción del sistema ternario, Δgij, parámetro α y desviaciones de la composición (σx) y el coeficiente de distribución (Δ) a T= 283,15 K, para la ecuación NRTL
i‐j Δgij(*) Δgji(*) α σx Δ
1-2 3,6238 -1,9120 0,10 0,145 1,12 1-3 68,599 1,8156 2-3 122,93 0,3238
(*)Δgijy Δgji expresados en kJ·mol-1
[PMim][NTf2]0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0
Tolueno
0,0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1,0
Metilciclohexano
0,0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1,0
Capítulo 3
190
Tabla 3.3.1.69. Curva de solubilidad del sistema hexano (1) + etilbenceno (2) + [PMim][NTf2] (3) a T = 298,15 K
x1 x2 /(g·cm-3) 0,079 0,000 1,45077 0,089 0,044 1,43626 0,070 0,092 1,42343 0,064 0,184 1,39572 0,068 0,233 1,37968 0,043 0,380 1,32617 0,062 0,263 1,37027 0,039 0,425 1,31050 0,028 0,476 1,29160 0,000 0,573 1,25845
Tabla 3.3.2.69. Datos experimentales del ELL para el sistema hexano (1) + etilbenceno (2) + [PMim][NTf2] (3) a T = 298,15 K
S
0,879 0,121 0,075 0,078 0,64 7,56 0,827 0,173 0,073 0,110 0,64 7,20 0,768 0,232 0,071 0,146 0,63 6,81 0,708 0,292 0,069 0,185 0,63 6,50 0,650 0,350 0,066 0,208 0,59 5,85 0,575 0,425 0,063 0,249 0,59 5,35 0,511 0,489 0,060 0,284 0,58 4,95 0,340 0,660 0,049 0,367 0,56 3,86 0,280 0,720 0,043 0,401 0,56 3,63 0,171 0,829 0,030 0,467 0,56 3,21 0,078 0,922 0,016 0,519 0,56 2,74
a) b)
Figura 3.3.1.69. a) Coeficiente de distribución y b) selectividad con respecto a x2
I del sistema hexano (1) + etilbenceno (2) + [PMim][NTf2] (3) a T = 298,15 K
I1x I
2x II1x II
2x
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
coef
icie
nte
de d
istr
ibuc
ión
(
0,0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
I2x
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
sele
ctiv
idad
(S)
0
2
4
6
8
10
I2x
Equilibrio líquido-líquido
191
Figura 3.3.2.69. Diagrama ternario del ELL del sistema hexano (1) + etilbenceno (2) + [PMim][NTf2] a T = 283,15 K, (•─•): datos experimentales;(□- - -□): datos calculados con NRTL Tabla 3.3.3.69. Parámetros binarios de interacción del sistema ternario, Δgij, parámetro α y desviaciones de la composición (σx) y el coeficiente de distribución (Δ) a T= 283,15 K, para la ecuación NRTL
i‐j Δgij(*) Δgji(*) α σx Δ
1-2 -0,4495 2,4972 0,10 0,121 1,08 1-3 73,608 3,1318 2-3 117,18 2,0102
(*)Δgijy Δgji expresados en kJ·mol-1
[PMim][NTf2]0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0
Etilbenceno
0,0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1,0
Hexano
0,0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1,0
Capítulo 3
192
Tabla 3.3.1.70. Curva de solubilidad del sistema heptano (1) + etilbenceno (2) + [PMim][NTf2] (3) a T = 298,15 K
x1 x2 /(g·cm-3) 0,050 0,000 1,45759 0,052 0,048 1,44306 0,043 0,098 1,43047 0,044 0,195 1,40115 0,041 0,324 1,36083 0,035 0,416 1,32373 0,029 0,465 1,30458 0,017 0,514 1,28317 0,004 0,569 1,26039 0,000 0,573 1,25845
Tabla 3.3.2.70. Datos experimentales del ELL del sistema heptano (1) + etilbenceno (2) + [PMim][NTf2] (3) a T = 298,15 K
S
0,880 0,120 0,045 0,077 0,64 12,55 0,827 0,173 0,045 0,110 0,64 11,69 0,772 0,228 0,045 0,148 0,65 11,14 0,718 0,282 0,045 0,181 0,64 10,24 0,564 0,436 0,045 0,264 0,61 7,59 0,415 0,585 0,042 0,342 0,58 5,78 0,291 0,709 0,035 0,410 0,58 4,81 0,158 0,842 0,024 0,480 0,57 3,75 0,087 0,913 0,015 0,521 0,57 3,31
a) b)
Figura 3.3.1.70. a) Coeficiente de distribución y b) selectividad con respecto a x2
I del sistema heptano (1) + etilbenceno (2) + [PMim][NTf2] (3) a T = 298,15 K
I1x I
2x II1x II
2x
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
coef
icie
nte
de d
istr
ibuc
ión
(
0,0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
I2x
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
sele
ctiv
idad
(S)
0
2
4
6
8
10
12
14
I2x
Equilibrio líquido-líquido
193
Figura 3.3.2.70. Diagrama ternario del ELL del sistema heptano (1) + etilbenceno (2) + [PMim][NTf2] a T = 283,15 K, (•─•): datos experimentales;(□- - -□): datos calculados con NRTL Tabla 3.3.3.70. Parámetros binarios de interacción del sistema ternario, Δgij, parámetro α y desviaciones de la composición y el coeficiente de distribución a T= 283,15 K, para la ecuación NRTL
i‐j Δgij(*) Δgji(*) α σx Δ
1-2 -1,4854 3,4666 0,10 0,089 1,21 1-3 81,627 5,3878 2-3 115,49 1,7132
(*)Δgijy Δgji expresados en kJ·mol-1
[PMim][NTf2]0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0
Etilbenceno
0,0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1,0
Heptano
0,0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1,0
Capítulo 3
194
Tabla 3.3.1.71. Curva de solubilidad del sistema octano (1) + etilbenceno (2) + [PMim][NTf2] (3) a T = 298,15 K
x1 x2 /(g·cm-3) 0,050 0,000 1,45759 0,037 0,052 1,44846 0,038 0,094 1,43518 0,033 0,193 1,40647 0,026 0,286 1,38062 0,016 0,425 1,32245 0,018 0,461 1,30536 0,010 0,521 1,27989 0,003 0,563 1,26236 0,000 0,573 1,25845
Tabla 3.3.2.71. Datos experimentales del ELL del sistema octano (1) + etilbenceno (2) + [PMim][NTf2] (3) a T = 298,15 K
S
0,944 0,056 0,036 0,040 0,71 18,73 0,880 0,120 0,036 0,080 0,67 16,30 0,824 0,176 0,035 0,115 0,65 15,38 0,773 0,227 0,035 0,143 0,63 13,91 0,711 0,289 0,033 0,181 0,63 13,49 0,657 0,343 0,032 0,210 0,61 12,57 0,535 0,465 0,029 0,277 0,60 10,99 0,418 0,582 0,025 0,337 0,58 9,68 0,286 0,714 0,020 0,406 0,57 8,13 0,161 0,839 0,013 0,477 0,57 7,04 0,089 0,911 0,008 0,519 0,57 6,34
a) b)
Figura 3.3.1.71. a) Coeficiente de distribución y b) selectividad con respecto a x2
I del sistema octano (1) + etilbenceno (2) + [PMim][NTf2] (3) a T = 298,15 K
I1x I
2x II1x II
2x
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
coef
icie
nte
de d
istr
ibuc
ión
(
0,0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
I2x
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
sele
ctiv
idad
(S)
0
5
10
15
20
I2x
Equilibrio líquido-líquido
195
Figura 3.3.2.71. Diagrama ternario del ELL del sistema octano (1) + etilbenceno (2) + [PMim][NTf2] a T = 283,15 K, (•─•): datos experimentales;(□- - -□): datos calculados con NRTL Tabla 3.3.3.71. Parámetros binarios de interacción del sistema ternario, Δgij, parámetro α y desviaciones de la composición (σx) y el coeficiente de distribución (Δ) a T= 283,15 K, para la ecuación NRTL
i‐j Δgij(*) Δgji(*) α σx Δ
1-2 0,9551 0,4734 0,10 0,082 1,16 1-3 57,359 2,7619 2-3 113,26 1,1744
(*)Δgijy Δgji expresados en kJ·mol-1
[PMim][NTf2]0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0
Etilbenceno
0,0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1,0
Octano
0,0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1,0
Capítulo 3
196
Tabla 3.3.1.72. Curva de solubilidad del sistema nonano (1) + etilbenceno (2) + [PMim][NTf2] (3) a T = 298,15 K
x1 x2 /(g·cm-3) 0,029 0,000 1,46556 0,026 0,071 1,44741 0,022 0,108 1,43593 0,028 0,151 1,42397 0,028 0,228 1,39871 0,022 0,311 1,36783 0,018 0,362 1,34844 0,016 0,408 1,33061 0,004 0,467 1,30873 0,000 0,573 1,25845
Tabla 3.3.2.72. Datos experimentales del ELL del sistema nonano (1) + etilbenceno (2) + [PMim][NTf2] (3) a T = 298,15 K
S
0,879 0,121 0,027 0,072 0,60 19,37 0,822 0,178 0,027 0,106 0,60 18,13 0,768 0,232 0,027 0,138 0,59 16,92 0,711 0,289 0,026 0,171 0,59 16,18 0,657 0,343 0,025 0,202 0,59 15,48 0,535 0,465 0,023 0,264 0,57 13,21 0,412 0,588 0,021 0,328 0,56 10,94 0,289 0,711 0,018 0,393 0,55 8,87 0,151 0,849 0,014 0,469 0,55 5,96 0,081 0,919 0,008 0,517 0,56 5,70
a) b)
Figura 3.3.1.72. a) Coeficiente de distribución y b) selectividad con respecto a x2
I del sistema nonano (1) + etilbenceno (2) + [PMim][NTf2] (3) a T = 298,15 K
I1x I
2x II1x II
2x
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
coef
icie
nte
de d
istr
ibuc
ión
(
0,0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
I2x
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
sele
ctiv
idad
(S)
0
5
10
15
20
25
I2x
Equilibrio líquido-líquido
197
Figura 3.3.2.72. Diagrama ternario del ELL del sistema nonano (1) + etilbenceno (2) + [PMim][NTf2] a T = 283,15 K, (•─•): datos experimentales;(□- - -□): datos calculados con NRTL Tabla 3.3.3.72. Parámetros binarios de interacción del sistema ternario, Δgij, parámetro α y desviaciones de la composición (σx) y el coeficiente de distribución (Δ) a T= 283,15 K, para la ecuación NRTL
i‐j Δgij(*) Δgji(*) α σx Δ
1-2 -1,9008 5,4949 0,10 0,220 1,22 1-3 49,889 2,3640 2-3 124,78 3,1195
(*)Δgijy Δgji expresados en kJ·mol-1
[PMim][NTf2]0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0
Etilbenceno
0,0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1,0
Nonano
0,0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1,0
Capítulo 3
198
Tabla 3.3.1.73. Curva de solubilidad del sistema ciclohexano (1) + etilbenceno (2) + [PMim][NTf2] (3) a T = 298,15 K
x1 x2 /(g·cm-3) 0,135 0,000 1,43437 0,129 0,047 1,42720 0,108 0,089 1,41844 0,085 0,195 1,38890 0,069 0,310 1,34740 0,051 0,409 1,31229 0,038 0,455 1,29602 0,018 0,514 1,27515 0,000 0,573 1,25845
Tabla 3.3.2.73. Datos experimentales del ELL del sistema ciclohexano (1) + etilbenceno (2) + [PMim][NTf2] (3) a T = 298,15 K
S
0,881 0,119 0,107 0,075 0,63 5,19 0,827 0,173 0,100 0,110 0,64 5,26 0,770 0,230 0,096 0,148 0,64 5,16 0,712 0,288 0,090 0,181 0,63 4,97 0,622 0,378 0,084 0,224 0,59 4,39 0,575 0,425 0,080 0,251 0,59 4,24 0,486 0,514 0,071 0,305 0,59 4,06 0,364 0,636 0,061 0,355 0,56 3,33 0,240 0,760 0,046 0,422 0,56 2,90 0,109 0,891 0,030 0,501 0,56 2,04
a) b)
Figura 3.3.1.73. a) Coeficiente de distribución y b) selectividad con respecto a x2
I del sistema ciclohexano (1) + etilbenceno (2) + [PMim][NTf2] (3) a T = 298,15 K
I1x I
2x II1x II
2x
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
coef
icie
nte
de d
istr
ibuc
ión
(
0,0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
I2x
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
sele
ctiv
idad
(S)
0
1
2
3
4
5
6
I2x
Equilibrio líquido-líquido
199
Figura 3.3.2.73. Diagrama ternario del ELL del sistema ciclohexano (1) + etilbenceno (2) + [PMim][NTf2] a T = 283,15 K, (•─•): datos experimentales;(□- - -□): datos calculados con NRTL Tabla 3.3.3.73. Parámetros binarios de interacción del sistema ternario, Δgij, parámetro α y desviaciones de la composición (σx) y el coeficiente de distribución (Δ) a T= 283,15 K, para la ecuación NRTL
i‐j Δgij(*) Δgji(*) α σx Δ
1-2 -2,7758 6,9045 0,10 0,239 1,99 1-3 53,485 -0,8427 2-3 124,04 3,0136
(*)Δgijy Δgji expresadas en kJ·mol-1
[PMim][NTf2]0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0
Etilbenceno
0,0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1,0
Ciclohexano
0,0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1,0
Capítulo 3
200
Tabla 3.3.1.74. Curva de solubilidad del sistema ciclooctano (1) + etilbenceno (2) + [PMim][NTf2] (3) a T = 298,15 K
x1 x2 /(g·cm-3) 0,035 0,000 1,45391 0,051 0,051 1,44374 0,051 0,097 1,43081 0,044 0,197 1,39918 0,034 0,331 1,35284 0,026 0,427 1,31487 0,021 0,471 1,29756 0,013 0,513 1,28033 0,000 0,573 1,25845
Tabla 3.3.2.74. Datos experimentales del ELL del sistema ciclooctano (1) + etilbenceno (2) + [PMim][NTf2] (3) a T = 298,15 K
S
0,896 0,104 0,047 0,065 0,63 11,91 0,839 0,161 0,047 0,102 0,63 11,31 0,786 0,214 0,047 0,131 0,61 10,24 0,720 0,280 0,047 0,165 0,59 9,03 0,669 0,331 0,047 0,192 0,58 8,26 0,545 0,455 0,045 0,253 0,56 6,73 0,424 0,576 0,040 0,315 0,55 5,80 0,292 0,708 0,032 0,385 0,54 4,96 0,165 0,835 0,020 0,462 0,55 4,56 0,092 0,908 0,012 0,507 0,56 4,28
a) b)
Figura 3.3.1.74. a) Coeficiente de distribución y b) selectividad con respecto a x2
I del sistema ciclooctano (1) + etilbenceno (2) + [PMim][NTf2] (3) a T = 298,15 K
I1x I
2x II1x II
2x
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
coef
icie
nte
de d
istr
ibuc
ión
(
0,0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
I2x
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
sele
ctiv
idad
(S)
0
2
4
6
8
10
12
14
I2x
Equilibrio líquido-líquido
201
Figura 3.3.2.74. Diagrama ternario del ELL del sistema ciclooctano (1) + etilbenceno (2) + [PMim][NTf2] a T = 283,15 K, (•─•): datos experimentales;(□- - -□): datos calculados con NRTL Tabla 3.3.3.74. Parámetros binarios de interacción del sistema ternario, Δgij, parámetro α y desviaciones de la composición (σx) y el coeficiente de distribución (Δ) a T= 283,15 K, para la ecuación NRTL
i‐j Δgij(*) Δgji(*) α σx Δ
1-2 5,1426 -3,5190 0,10 0,082 1,34 1-3 69,118 3,9351 2-3 110,47 0,9827
(*)Δgijy Δgji expresados en kJ·mol-1
[PMim][NTf2]0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0
Etilbenceno
0,0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1,0
Ciclooctano
0,0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1,0
Capítulo 3
202
Tabla 3.3.1.75. Curva de solubilidad del sistema metilciclohexano (1) + etilbenceno (2) + [PMim][NTf2] (3) a T = 298,15 K
x1 x2 /(g·cm-3) 0,099 0,000 1,44764 0,109 0,048 1,43593 0,071 0,191 1,39351 0,054 0,288 1,36281 0,042 0,416 1,31522 0,030 0,458 1,30019 0,016 0,512 1,27787 0,000 0,573 1,25845
Tabla 3.3.2.75. Datos experimentales del ELL del sistema metilciclohexano (1) + etilbenceno (2) + [PMim][NTf2] (3) a T = 298,15 K
S
0,941 0,059 0,101 0,036 0,61 5,68 0,894 0,106 0,096 0,069 0,65 6,06 0,848 0,152 0,093 0,093 0,61 5,58 0,796 0,204 0,089 0,120 0,59 5,26 0,740 0,260 0,083 0,159 0,61 5,45 0,667 0,333 0,079 0,187 0,56 4,74 0,543 0,457 0,066 0,255 0,56 4,59 0,419 0,581 0,053 0,327 0,56 4,45 0,288 0,712 0,038 0,400 0,56 4,26 0,155 0,845 0,023 0,476 0,56 3,80 0,086 0,914 0,015 0,518 0,57 3,25
a) b)
Figura 3.3.1.75. a) Coeficiente de distribución y b) selectividad con respecto a x2
I del sistema metilciclohexano (1) + etilbenceno (2) + [PMim][NTf2] (3) a T = 298,15 K
I1x I
2x II1x II
2x
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
coef
icie
nte
de d
istr
ibuc
ión
(
0,0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
I2x
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
sele
ctiv
idad
(S)
0
2
4
6
8
I2x
Equilibrio líquido-líquido
203
Figura 3.3.2.75. Diagrama ternario del ELL del sistema metilciclohexano (1) + etilbenceno (2) + [PMim][NTf2] a T = 283,15 K, (•─•): datos experimentales;(□- - -□): datos calculados con NRTL Tabla 3.3.3.75. Parámetros binarios de interacción del sistema ternario, Δgij, parámetro α y desviaciones de la composición (σx) y el coeficiente de distribución (Δ) a T= 283,15 K, para la ecuación NRTL
i‐j Δgij(*) Δgji(*) α σx Δ
1-2 -1,3614 3,5085 0,10 0,203 2,81 1-3 52,426 -0,8062 2-3 117,28 1,8166
(*)Δgijy Δgji expresados en kJ·mol-1
[PMim][NTf2]0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0
Etilbenceno
0,0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1,0
Metilciclohexano
0,0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1,0
Capítulo 3
204
Las Tablas 3.3.1.X. muestran la composición en fracción molar y la densidad para cada
punto de la curva de solubilidad de los sistemas estudiados en esta memoria. Los extremos de
esta curva representan la miscibilidad de los hidrocarburos en el LI.
Comparando los valores de miscibilidad de los alcanos en un mismo LI, se observa que
la miscibilidad de los alcanos decrece en el orden hexano > heptano > octano > nonano para
todos los LI, con lo que se concluye que a medida que aumenta la longitud de la cadena del
alcano, disminuye su miscibilidad en el LI. Para los hidrocarburos cíclicos, la miscibilidad en
los LI decrece en el orden ciclohexeno > ciclohexano > metilciclohexano > ciclooctano; por lo
tanto, tomando como referencia el ciclohexano, se puede decir que, tanto un aumento de la
longitud de la cadena del cicloalcano como la presencia de radicales en el hidrocarburo
cíclico, tienen un efecto negativo en la miscibilidad, mientras que la presencia de un doble
enlace en el hidrocarburo cíclico aumenta la miscibilidad l último valor de composición de la
curva de miscibilidad representa la solubilidad de los hidrocarburos aromáticos en el LI; esta
miscibilidad decrece en el orden benceno > tolueno > etilbenceno, es decir, los grupo metilo y
etilo en el anillo bencénico reducen la miscibilidad del compuesto aromático en el LI. Si se
comparan ambos extremos de la curva de miscibilidad se observa que los hidrocarburos
aromáticos presentan valores de miscibilidad en el LI mucho mayores que los hidrocarburos
alifáticos, lo que permite la extracción de los compuestos aromáticos con una mayor pureza.
Para todos los sistemas estudiados en este trabajo, la miscibilidad de los diferentes
hidrocarburos sigue la misma tendencia.
Si se tienen en cuenta los valores de miscibilidad de un mismo hidrocarburo en los
diferentes líquidos iónicos, el orden es [BMim][NTf2] > [PMim][NTf2] > [BMim][MSO4] >
[Epy][ESO4], de lo que se extrae que la miscibilidad del hidrocarburo en el líquido iónico
disminuye al disminuir la longitud de la cadena alifática del catión y al variar el anión [NTf2]-
por el anión [MSO4]-.
Equilibrio líquido-líquido
205
En la Tabla 3.3.2.X. se muestran las composiciones de las fases conjugadas del ELL, así
como los valores de selectividad, S, y de coeficiente de distribución, En estas tablas se
observa que los valores de selectividad son mayores que la unidad para todos los sistemas
estudiados. Los valores de son menores que la unidad para los sistemas que contienen los LI
[Epy][ESO4] y [BMim][MSO4], y mayores que la unidad o próximos a ella, sobre todo a valores
de composiciones altas de , para los sistemas que contienen los LI con el anión [NTf2]-.
De la comparación de los valores de selectividad para sistemas con diferentes
hidrocarburos alifáticos y el mismo LI, se extrae que un incremento en la masa molar del
hidrocarburo disminuye los valores de selectividad, mostrando un comportamiento totalmente
opuesto al de la solubilidad. Si en un mismo sistema se varía el hidrocarburo aromático, se
observa la misma tendencia que la descrita para los hidrocarburos alifáticos. Comparando los
resultados para el mismo sistema con diferentes líquidos iónicos, se deduce que el orden
creciente que siguen los valores de selectividad es [BMim][NTf2] < [PMim][NTf2] <
[BMim][MSO4] < [Epy][ESO4], tendencia opuesta a la solubilidad. En ocasiones las tendencias
en los valores de selectividad pueden verse alteradas, debido a que las diferencias de las
composiciones de hidrocarburo en la fase rica en LI entre unos sistemas y otros son mínimas,
en algunos casos inferiores al error de determinación de la composición. Además, algunos
sistemas estudiados presentan composiciones muy pequeñas de hidrocarburo alifático en la
fase rica en LI, por lo que pequeñas variaciones de esta composición provocan grandes
cambios en la selectividad. Por todo esto, la selectividad debe ser interpretada como un rango.
Los mayores valores de se alcanzan en los sistemas con LI [BMim][NTf2] donde el
benceno está combinado con los hidrocarburos alifáticos de cadena corta. En general, los
valores del coeficiente de distribución presentan comportamientos opuestos a la selectividad,
es decir, valores de selectividad elevados están asociados a coeficientes de distribución bajos. Es
por esto que para conseguir un proceso de extracción eficaz es necesario llegar a un
compromiso que garantice valores de S y lo más elevados posibles.
Capítulo 3
206
En las Figuras 3.3.1.X. se representa la variación de la selectividad del coeficiente de
distribución respecto a la composición del hidrocarburo aromático en la fase rica en
hidrocarburo alifático. En general, los valores de S y disminuyen a medida que aumenta la
composición del hidrocarburo aromático en la fase ligera. Sin embargo, esta tendencia no se
cumple para los coeficientes de distribución en algunos de los sistemas con los LI [Epy][ESO4] y
[BMim][MSO4], donde este parámetro oscila en torno a un valor fijo.
En estas figuras también se muestran los valores de S y encontrados en la bibliografía
para los mismos sistemas estudiados en las mismas condiciones de presión y temperatura. Sólo
dos de los 75 sistemas estudiados en este trabajo están disponibles en la bibliografía: hexano
(1) + benceno (2) + [BMim][MSO4] (3)1 y hexano (1) + benceno (2) + [BMim][NTf2] (3).2 Si se
comparan, se puede observar que el sistema con el LI [BMim][MSO4] presenta valores de
coeficiente de distribución muy parecidos a los publicados, mientras que los valores de
selectividad difieren bastante. Esto puede ser debido a que el método utilizado para la
determinación de composiciones del ELL es diferente y a que la selectividad debe ser
interpretada como un rango. En cuanto al sistema hexano (1) + benceno (2) + [BMim][NTf2]
(3) podemos observar que, tanto la selectividad como el coeficiente de distribución presentan
valores muy próximos a los encontrados en la bibliografía.
En las Figuras 3.3.2.X. se representan las rectas de reparto de los sistemas ternarios
estudiados obtenidas a partir de los datos experimentales del ELL y las obtenidas a partir del
modelo termodinámico NRTL. Las rectas de reparto para los sistemas con los LI [Epy][ESO4] y
[BMim][MSO4] presentan pendientes negativas en todo el diagrama triangular, mientras que
los sistemas con los LI que contienen el anión [NTf2]- presentan un cambio en la pendiente de
positivo a negativo a lo largo del diagrama triangular, mostrando un comportamiento
solutrópico. Como se observa en dichas figuras, el modelo termodinámico NRTL correlaciona
satisfactoriamente los datos experimentales.
1 Arce, A.; Earle, M. J.;Rodríguez, H.; Seddon, R. K.; J. Phys. Chem. B.2007, 111, 4732-4736 2 Garcia, J.; Fernández, A.;Torrecilla, J S.; Oliet, M.; Rodríguez, F. J. Chem Eng. Data 2010, 55, 258-261.
Equilibrio líquido-líquido
207
En las Tablas 3.3.3.X. y 3.3.4.X. se presentan los parámetros binarios de interacción
obtenidos a partir de la correlación de los sistemas ternarios y las desviaciones de la
composición y del coeficiente de distribución para los modelos NRTL y UNIQUAC,
respectivamente. Además, en las Tablas 3.3.3.X. se incluye el parámetro α que, aunque puede
ser un parámetro de ajuste, en este caso se mantiene fijo.
Como se puede apreciar en los bajos valores de las desviaciones de la composición y
del coeficiente de distribución, ambos modelos son adecuados para la correlación de los datos
experimentales, si bien el modelo NRTL presenta menores desviaciones que el modelo
UNIQUAC en la mayoría de los sistemas.
Análisis de los resultados del ELL
211
4. ANÁLISIS DE RESULTADOS DEL ELL
A lo largo de este capítulo se analizan los resultados experimentales del ELL
presentados en el capítulo 3. Para llevar a cabo este análisis, se evalúan la selectividad, S, y el
coeficiente de distribución, , parámetros que nos proporcionan una descripción cuantitativa
de la división de los hidrocarburos aromáticos entre las fases conjugadas.
Para dicho análisis se tienen en cuenta una serie de factores estructurales, tales como
la presencia de sustituyentes en el hidrocarburo aromático, la longitud de la cadena y el
aumento de un sustituyente o un doble enlace en el hidrocarburo alifático y la naturaleza del
catión, del anión y la longitud de la cadena alquílica del catión de los diferentes líquidos
iónicos utilizados. Además de estos factores estructurales, en esta memoria se analiza también
la influencia de la temperatura en el ELL. En la Tabla 4.1. se resumen los diferentes sistemas y
factores estudiados.
En este capítulo también se presenta la comparación de nuestros datos experimentales
con los datos publicados por otros autores para sistemas que contengan líquidos iónicos con el
mismo catión y anión que los LI estudiados en este trabajo y la comparación de estos sistemas
empleando como disolvente el sulfolano.
Capítulo 4
212
Tabla 4.1. Factores estudiados que influyen en el ELL
Factores Sistemas estudiados
4.1. Influencia de la temperatura alcano + benceno + [Epy][ESO4] a las T
= 283,15 y 298,15 K
4.2. Influencia del hidrocarburo alifático
4.2.1. Aumento de la cadena lineal hexano/ heptano/ octano/ nonano
4.2.2. Cadena cíclica
4.2.2.1. Aumento de la cadena ciclohexano / ciclooctano
4.2.2.2. Aumento de un sustituyente ciclohexano / metilciclohexano
4.2.2.3. Aumento de un doble enlace ciclohexano / ciclohexeno
4.3. Influencia del hidrocarburo aromático benceno / tolueno / etilbenceno
4.4. Influencia del líquido iónico
4.4.1. Influencia de la naturaleza del catión [Epy][ESO4] / [BMim][MSO4]
4.4.2. Influencia de la longitud de la cadena del
catión
[BMim][NTf2] / [PMim][NTf2]
4.4.3. Influencia de la naturaleza del anión [BMim][MSO4] / [BMim][NTf2]
Análisis de los resultados del ELL
213
4.1. Influencia de la temperatura
Coeficientes de distribución Selectividad
Hexano
Heptano
Octano
Nonano
Figura 4.1.1. Variación de S y con I
2x de los sistemas alcano (1) + benceno (2) + [Epy][ESO4] (3) a;
(○) 283,15 K, (●) 298,15 K
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
coef
icie
nte
de
dis
trib
uci
ón (
0,0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
I2x
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
sele
ctiv
idad
(S)
0
20
40
60
80
100
I2x
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
coef
icie
nte
de
dis
trib
uci
ón (
0,0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
I2x
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
coef
icie
nte
de
dis
trib
uci
ón (
0,0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
I2x
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
sele
ctiv
idad
(S)
20
40
60
80
100
I2x
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
sele
ctiv
idad
(S)
40
60
80
100
I2x
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
coef
icie
nte
de
dis
trib
uci
ón (
0,0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
I2x
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
sele
ctiv
idad
(S)
0
20
40
60
80
100
120
I2x
Capítulo 4
214
Para analizar la influencia de la temperatura se han determinado los sistemas alcano +
benceno + [Epy][ESO4] a las temperaturas de 283,15 y 298,15 K. Como podemos observar en
la Figura 4.1.1., la variación del coeficiente de distribución con la temperatura es
prácticamente despreciable, mientras que las selectividades a T = 283,15 K son mayores que a
T = 298,15 K. Este pequeño aumento de la selectividad podría ser debido a que los valores de
benceno son casi independientes con la temperatura, mientras que los alcano aumentan al
aumentar la temperatura, por lo que la variación de la selectividad depende solamente de la
variación del coeficiente de distribución del alcano.
Como se muestra en la figura, y de acuerdo con lo publicado por otros autores,1,2,3 la
temperatura no es un factor determinante en el ELL de este tipo de sistemas; por lo tanto, se ha
optado por estudiar el proceso de extracción del resto de los sistemas a la temperatura de
298,15 K.
1 Arce, A.; Earle, M. J.; Rodríguez, H.; Seddon, K. R. Green Chem. 2007, 9, 70-74. 2 García, J.; Fernández, A.; Torrecilla, J. S.; Oliet, M.; Rodríguez, F. Fluid Phase Equilib. 2009, 282, 117-120. 3 Zhang, J.; Huang, C.; Chen, B.; Ren, P.; Lei, Z. Energy Fuels 2007, 21, 1724-1730.
Análisis de los resultados del ELL
215
4.2. Influencia del hidrocarburo alifático 4.2.1. Influencia del hidrocarburo alifático de cadena lineal
Benceno Tolueno Etilbenceno
[Ep
y][
ES
O4]
[BM
im][
MS
O4]
[BM
im][
NT
f 2]
[PM
im][
NT
f 2]
Figura 4.2.1.1. Variación de con I
2x de los sistemas alcano (1) + aromático (2) + LI (3): (●) hexano ; (■)
heptano; (▲) octano; (♦) nonano
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
coef
icie
nte
de
dis
trib
uci
ón (
0,36
0,38
0,40
0,42
0,44
0,46
0,48
0,50
I2x
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
coef
icie
nte
de
dis
trib
uci
ón (
0,50
0,55
0,60
0,65
0,70
0,75
0,80
I2x
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
coef
icie
nte
de
dis
trib
uci
ón (
0,30
0,32
0,34
0,36
0,38
0,40
I2x
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
coef
icie
nte
de
dis
trib
uci
ón (
0,8
1,0
1,2
1,4
1,6
1,8
I2x
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
coef
icie
nte
de
dis
trib
uci
ón (
0,6
0,8
1,0
1,2
1,4
I2x
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
coef
icie
nte
de
dis
trib
uci
ón (
0,60
0,65
0,70
0,75
0,80
0,85
I2x
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
coef
icie
nte
de
dis
trib
uci
ón (
0,8
1,0
1,2
1,4
1,6
I2x
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
coef
icie
nte
de
dis
trib
uci
ón (
0,7
0,8
0,9
1,0
I2x
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
coef
icie
nte
de
dis
trib
uci
ón (
0,50
0,55
0,60
0,65
0,70
0,75
I2x
Capítulo 4
216
Benceno Tolueno Etilbenceno
[Ep
y][
ES
O4]
[BM
im][
MS
O4]
[BM
im][
NT
f 2]
[PM
im][
NT
f 2]
Figura 4.2.1.2. Variación de S con I
2x de los sistemas alcano (1) + aromático (2) + LI (3): (●) hexano ;
(■) heptano; (▲) octano; (♦) nonano
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
sele
ctiv
idad
(S)
0
20
40
60
80
100
120
140
I2x
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
sele
ctiv
idad
(S)
0
50
100
150
200
250
I2x
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
sele
ctiv
idad
(S)
0
10
20
30
40
50
60
I2x
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
sele
ctiv
idad
(S)
0
5
10
15
20
25
30
35
I2x
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
sele
ctiv
idad
(S)
0
10
20
30
40
50
I2x
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
sele
ctiv
idad
(S)
0
10
20
30
40
50
60
70
I2x
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
sele
ctiv
idad
(S)
0
5
10
15
20
25
I2x
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
sele
ctiv
idad
(S)
0
5
10
15
20
25
30
35
I2x
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
sele
ctiv
idad
(S)
0
10
20
30
40
50
60
I2x
Análisis de los resultados del ELL
217
Para analizar la influencia de la longitud de la cadena lineal del hidrocarburo alifático
en el comportamiento del ELL, en las Figuras 4.2.1.1. y 4.2.1.2. se presenta la variación del
coeficiente de distribución y de la selectividad en función de la composición del aromático en
la fase ligera, utilizando como hidrocarburos alifáticos de cadena lineal: hexano, heptano,
octano y nonano.
Como se puede observar en la Figura 4.2.1.1. los valores de disminuyen a medida
que aumenta la longitud de la cadena lineal del alcano, en el orden: hexano >heptano > octano
>nonano, siendo esta variación mucho menos significativa que la presentada por la
selectividad.
En la Figura 4.2.1.2. se muestra que el número de carbonos de la cadena alquílica del
hidrocarburo alifático influye considerablemente en los valores de selectividad. Los valores de
S disminuyen a medida que disminuye la longitud de la cadena lineal del alcano, es decir,
Snonano > Soctano > Sheptano > Shexano, para todos los sistemas estudiados exceptuando los sistemas
alcano + tolueno + [BMim][MSO4] y alcano + benceno + [PMim][NTf2], donde la selectividad en
los sistemas con octano es ligeramente superior a la de los sistemas con nonano. Esto es debido
a que las diferencias en la composición del hidrocarburo alifático en la fase rica en LI entre
sistemas son muy pequeñas, en algunos casos inferiores al error de composición, causando que
la tendencia general a veces se vea alterada. Esta relación entre la selectividad y la longitud de
la cadena del hidrocarburo alifático se puede explicar debido a que un aumento en la longitud
de la cadena dificulta el empaquetamiento entre las moléculas del hidrocarburo y los iones del
LI.1
1 Ferreira, A. R.; Freire, M.G.; Ribeiro, J.C.; Lopes, F.M.; Crespo, J.G.; Coutinho, J. A. P. Ind. Eng. Chem. Res. 2012. DOI: 10.1021/ie2025322.
Capítulo 4
218
4.2.2. Influencia del hidrocarburo alifático de cadena cíclica
Benceno Tolueno Etilbenceno
[Ep
y][
ES
O4]
[BM
im][
MS
O4]
[BM
im][
NT
f 2]
[PM
im][
NT
f 2]
Figura 4.2.2.1. Variación de con I
2x de los sistemas cicloalcanos o cicloalquenos (1) + hidrocarburo
aromático (2) + LI (3): (●) ciclohexano ; (■) metilciclohexano; (▲) ciclooctano; (♦) ciclohexeno
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
coef
icie
nte
de
dis
trib
uci
ón (
0,30
0,35
0,40
0,45
0,50
I2x
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
coef
icie
nte
de
dis
trib
uci
ón (
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
I2x
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
coef
icie
nte
de
dis
trib
uci
ón (
0,30
0,32
0,34
0,36
0,38
0,40
I2x
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
coef
icie
nte
de
dis
trib
uci
ón (
0,10
0,15
0,20
0,25
0,30
0,35
0,40
I2x
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
coef
icie
nte
de
dis
trib
uci
ón (
0,6
0,8
1,0
1,2
1,4
I2x
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
coef
icie
nte
de
dis
trib
uci
ón (
0,6
0,7
0,8
0,9
1,0
1,1
1,2
I2x
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
coef
icie
nte
de
dis
trib
uci
ón (
0,60
0,65
0,70
0,75
0,80
0,85
0,90
I2x
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
coef
icie
nte
de
dis
trib
uci
ón (
0,8
1,0
1,2
1,4
1,6
1,8
2,0
2,2
I2x
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
coef
icie
nte
de
dis
trib
uci
ón (
0,8
1,0
1,2
1,4
1,6
1,8
2,0
2,2
I2x
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
coef
icie
nte
de
dis
trib
uci
ón (
0,0
0,5
1,0
1,5
2,0
2,5
I2x
Análisis de los resultados del ELL
219
Benceno Tolueno Etilbenceno
[Ep
y][
ES
O4]
[BM
im][
MS
O4]
[BM
im][
NT
f 2]
[PM
im][
NT
f 2]
Figura 4.2.2.2. Variación de S con I
2x de los sistemas cicloalcano o cicloalqueno (1) + hidrocarburo
aromático (2) + LI (3): (●) ciclohexano ; (■) metilciclohexano; (▲) ciclooctano; (♦) ciclohexeno
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
sele
ctiv
idad
(S)
0
10
20
30
40
50
I2x
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
sele
ctiv
idad
(S)
0
5
10
15
20
25
I2x
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
sele
ctiv
idad
(S)
0
10
20
30
40
50
60
I2x
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
sele
ctiv
idad
(S)
0
2
4
6
8
10
I2x
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
sele
ctiv
idad
(S)
2
4
6
8
10
12
14
16
18
I2x
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
sele
ctiv
idad
(S)
0
5
10
15
20
25
I2x
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
sele
ctiv
idad
(S)
0
2
4
6
8
10
I2x
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
sele
ctiv
idad
(S)
0
5
10
15
20
25
30
I2x
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
sele
ctiv
idad
(S)
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
I2x
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
sele
ctiv
idad
(S)
0
2
4
6
8
10
12
14
I2x
Capítulo 4
220
En las Figuras 4.2.2.1. y 4.2.2.2. se muestra la influencia de la variación de la
estructura del hidrocarburo cíclico en los valores del coeficiente de distribución y de la
selectividad. Para analizar esta influencia se toma como referencia el sistema ciclohexano +
hidrocarburo aromático + LI y se varía la estructura del hidrocarburo cíclico, aumentando la
cadena cíclica (ciclooctano) y añadiendo un sustituyente (metilciclohexano) o un doble enlace
(ciclohexeno).
4.2.2.1. Aumento de la longitud de la cadena cíclica
La influencia del aumento de la longitud de la cadena cíclica del hidrocarburo
alifático en el ELL se observa en los sistemas que contienen ciclohexano y ciclooctano. En
general, los valores de los coeficientes de distribución y de las selectividades son mayores para
los sistemas que contienen ciclooctano que para los que contienen ciclohexano, excepto para
el sistema hidrocarburo cíclico + benceno + [Epy][ESO4], donde ciclohexano > ciclooctano. Es
importante destacar que la variación de la selectividad es más significativa que la variación de
los coeficientes de distribución, ya que los valores de éstos son prácticamente del mismo rango.
4.2.2.2. Aumento de un sustituyente
Del análisis de las Figuras 4.2.2.1. y 4.2.2.2. se deduce que la adición de un grupo
metilo al cicloalcano aumenta tanto los valores del coeficiente de distribución como los de la
selectividad, es decir, metilciclohexano y Smetilciclohexano > ciclohexano y Sciclohexano, respectivamente Este
comportamiento se presenta para todos los sistemas estudiados exceptuando los sistemas
cicloalcano + tolueno con los líquidos iónicos [BMim][MSO4] y [BMim][NTf2], y el sistema
cicloalcano + benceno + [Epy][ESO4], donde se observa que ciclohexano > metilciclohexano.
Análisis de los resultados del ELL
221
4.2.2.3. Presencia de un doble enlace
La presencia de un doble enlace en la cadena cíclica del hidrocarburo alifático tiene
un efecto negativo en la extracción, ya que tanto la selectividad como el coeficiente de
distribución disminuyen con la presencia de un doble enlace, como se muestra en las Figuras
4.2.2.1. y 4.2.2.2. Debido a la mayor solubilidad del ciclohexeno en el LI, la selectividad entre
el hidrocarburo aromático y el ciclohexeno es menor que entre el hidrocarburo aromático y el
ciclohexano. Este comportamiento podría ser debido a que el doble enlace del ciclohexeno
proporciona electrones π, y aumenta la afinidad del LI por el ciclohexeno. La única excepción
se encuentra en el sistema hidrocarburo cíclico + etilbenceno + [BMim][MSO4], donde
ciclohexeno > ciclohexano.
Capítulo 4
222
4.3. Influencia del hidrocarburo aromático
[BMim][MSO4] [BMim][NTf2] [PMim][NTf2]
Hex
ano
Hep
tan
o
Oct
ano
No
nan
o
Figura 4.3.1. Variación de con I
2x de los sistemas hidrocarburo alifático (1) + hidrocarburo aromático (2)
+ LI (3): (●) benceno ; (■) tolueno; (▲) etilbenceno
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
coef
icie
nte
de
dis
trib
uci
ón (
0,0
0,5
1,0
1,5
2,0
I2x
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
coef
icie
nte
de
dis
trib
uci
ón (
)
0,0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
I2x
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
coef
icie
nte
de
dis
trib
uci
ón (
0,0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
1,2
1,4
1,6
I2x
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
coef
icie
nte
de
dis
trib
uci
ón (
0,0
0,5
1,0
1,5
2,0
I2x
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0co
efic
iente
de
dis
trib
uci
ón (
0,0
0,5
1,0
1,5
2,0
I2x
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
coef
icie
nte
de
dis
trib
uci
ón (
)
0,0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
I2x
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
coef
icie
nte
de
dis
trib
uci
ón (
0,0
0,5
1,0
1,5
2,0
I2x
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
coef
icie
nte
de
dis
trib
uci
ón (
0,0
0,5
1,0
1,5
2,0
I2x
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
coef
icie
nte
de
dis
trib
uci
ón (
)
0,0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
I2x
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
coef
icie
nte
de
dis
trib
uci
ón (
0,0
0,5
1,0
1,5
2,0
I2x
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
coef
icie
nte
de
dis
trib
uci
ón (
0,0
0,5
1,0
1,5
2,0
I2x
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
coef
icie
nte
de
dis
trib
uci
ón (
)
0,0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
I2x
Análisis de los resultados del ELL
223
[BMim][MSO4] [BMim][NTf2] [PMim][NTf2]
Cic
loh
exan
o
Cic
loo
ctan
o
Met
ilci
clohex
ano
Cic
loh
exen
o
Figura 4.3.1. Variación de con I
2x de los sistemas hidrocarburo alifático (1) + hidrocarburo aromático
(2) + LI (3): (●) benceno ; (■) tolueno; (▲) etilbenceno
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
coef
icie
nte
de
dis
trib
uci
ón (
)
0,0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
I2x
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
coef
icie
nte
de
dis
trib
uci
ón (
0,0
0,5
1,0
1,5
2,0
I2x
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
coef
icie
nte
de
dis
trib
uci
ón (
0,0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
1,2
1,4
I2x
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
coef
icie
nte
de
dis
trib
uci
ón (
)
0,0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
I2x
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
coef
icie
nte
de
dis
trib
uci
ón (
0,0
0,5
1,0
1,5
2,0
I2x
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
coef
icie
nte
de
dis
trib
uci
ón (
0,0
0,5
1,0
1,5
2,0
I2x
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
coef
ieci
ente
de
dis
trib
uci
ón (
)
0,0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
I2x
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
coef
icie
nte
de
dis
trib
uci
ón (
0,0
0,5
1,0
1,5
2,0
2,5
I2x
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
coef
icie
nte
de
dis
trib
uci
ón (
0,0
0,5
1,0
1,5
2,0
I2x
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
coef
icie
nte
de
dis
trib
uci
ón (
)
0,0
0,2
0,4
0,6
0,8
I2x
Capítulo 4
224
[BMim][MSO4] [BMim][NTf2] [PMim][NTf2] H
exan
o
Hep
tan
o
Oct
ano
No
nan
o
Figura 4.3.2. Variación de S con I
2x de los sistemas hidrocarburo alifático (1) + hidrocarburo aromático
(2) + LI (3): (●) benceno ; (■) tolueno; (▲) etilbenceno
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
sele
ctiv
idad
(S)
0
5
10
15
20
I2x
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
sele
ctiv
idad
(S)
0
10
20
30
40
50
I2x
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
sele
ctiv
idad
(S)
0
5
10
15
20
I2x
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
sele
ctiv
idad
(S)
0
20
40
60
80
I2x
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
sele
ctiv
idad
(S)
0
5
10
15
20
25
30
I2x
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
sele
ctiv
idad
(S)
0
5
10
15
20
25
30
I2x
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
sele
ctiv
idad
(S)
0
20
40
60
80
100
120
I2x
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
sele
ctiv
idad
(S)
0
10
20
30
40
I2x
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
sele
ctiv
idad
(S)
0
10
20
30
40
50
60
I2x
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
sele
ctiv
idad
(S)
0
50
100
150
200
I2x
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
sele
ctiv
idad
(S)
0
10
20
30
40
50
60
I2x
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
sele
ctiv
idad
(S)
0
10
20
30
40
I2x
Análisis de los resultados del ELL
225
[BMim][MSO4] [BMim][NTf2] [PMim][NTf2]
Cic
loh
exan
o
Cic
loo
ctan
o
Met
ilci
clohex
ano
Cic
lohex
eno
Figura 4.3.2 Variación de S con I
2x de los sistemas hidrocarburo alifático (1) + hidrocarburo aromático
(2) + LI (3): (●) benceno ; (■) tolueno; (▲) etilbenceno
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
sele
ctiv
idad
(S)
0
5
10
15
20
I2x
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
sele
ctiv
idad
(S)
0
2
4
6
8
10
12
I2x
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
sele
ctiv
idad
(S)
2
4
6
8
10
I2x
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
sele
ctiv
idad
(S)
0
10
20
30
40
50
60
I2x
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
sele
ctiv
idad
(S)
0
5
10
15
20
25
I2x
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
sele
ctiv
idad
(S)
0
5
10
15
20
25
I2x
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
sele
ctiv
idad
(S)
0
10
20
30
40
I2x
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
sele
ctiv
idad
(S)
0
5
10
15
20
I2x 0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
sele
ctiv
idad
(S)
0
5
10
15
20
I2x
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
sele
ctiv
idad
(S)
0
2
4
6
8
10
I2x
Capítulo 4
226
En este capítulo también se estudia la influencia de la estructura del hidrocarburo
aromático en el comportamiento del ELL de los sistemas hidrocarburo alifático + hidrocarburo
aromático + LI. Esta influencia se presenta en las Figuras 4.3.1. y 4.3.2., donde se muestra que
tanto los valores de la selectividad como los del coeficiente de distribución disminuyen en el
siguiente orden: benceno > tolueno > etilbenceno, indicando que la presencia de sustituyentes
en el compuesto aromático tiene un efecto negativo en la extracción de hidrocarburos
aromáticos de hidrocarburos alifáticos. Se observa una mayor afinidad de los LI por el
benceno, debido a que el sistema π en la molécula de benceno es más fuerte que en el tolueno
y en el etilbenceno, haciendo que su interacción con el LI sea más fuerte. Además, la molécula
de benceno es más pequeña y el impedimento estérico es menor. Según Holbrey y col.1 los
líquidos iónicos y los hidrocarburos aromáticos se organizan en una estructura “sandwich”,
donde el compuesto aromático es atrapado entre los cationes formando interacciones π-π.
1 Holbrey, J.D.; Reichert, W.M.; Nieuwenhuyzen, M; Sheppard, O.; Hardacre, C.; Rogers, R.D. Chem. Commun. 2003, 476-477
Análisis de los resultados del ELL
227
4.4. Influencia del líquido iónico
Benceno Tolueno Etilbenceno H
exan
o
Hep
tan
o
Oct
ano
No
nan
o
Figura 4.4.1. Variación de con I
2x de los sistemas hidrocarburo alifático (1) + hidrocarburo aromático
(2) + LI (3): (●) [Epy][ESO4] ; (■) [BMim][MSO4]; (▲) [BMim][NTf2]; (♦) [PMim][NTf2]
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
coef
icie
nte
de
dis
trib
uci
ón (
)
0,0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
1,2
1,4
1,6
1,8
I2x
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
coef
icie
nte
de
dis
trib
uci
ón (
)
0,0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
1,2
1,4
I2x
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
coef
icie
nte
de
dis
trib
uci
ón (
)
0,0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
I2x
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
coef
icie
nte
de
dis
trib
uci
ón (
)
0,0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
1,2
1,4
1,6
1,8
I2x
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
coef
icie
nte
de
dis
trib
uci
ón (
)
0,0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
1,2
1,4
I2x
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
coef
icie
nte
de
dis
trub
uci
ón (
)
0,0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
I2x
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
coef
icie
nte
de
dis
trib
uci
ón (
)
0,0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
1,2
1,4
1,6
1,8
I2x
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
coef
icie
nte
de
dis
trib
uci
ón (
)
0,0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
1,2
1,4
I2x
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
coef
icie
nte
de
dis
trib
uci
ón (
)
0,0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
I2x
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
coef
icie
nte
de
dis
trib
uci
ón (
)
0,0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
1,2
1,4
1,6
I2x
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
coef
icie
nte
de
dis
trib
uci
ón (
)
0,0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
1,2
1,4
I2x
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
coef
icie
nte
de
dis
trib
uci
ón (
)
0,0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
I2x
Capítulo 4
228
Benceno Tolueno Etilbenceno C
iclo
hex
ano
Cic
loo
ctan
o
Met
ilci
clo
hex
ano
Cic
loh
exen
o
Figura 4.4.1. Variación de con I
2x de los sistemas hidrocarburo alifático (1) + hidrocarburo aromático
(2) + LI (3): (●) [Epy][ESO4] ; (■) [BMim][MSO4]; (▲) [BMim][NTf2]; (♦) [PMim][NTf2]
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
coef
icie
nte
de
dis
trib
uci
ón (
)
0,0
0,2
0,4
0,6
0,8
I2x
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
coef
icie
nte
de
dis
trib
uci
ón (
)
0,0
0,5
1,0
1,5
2,0
2,5
I2x
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
coef
icie
nte
de
dis
trib
uci
ón (
)
0,0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
1,2
1,4
I2x
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
coef
icie
nte
de
dis
trib
uci
ón (
)
0,0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
I2x
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
coef
icie
nte
de
dis
trib
uci
ón (
)
0,0
0,5
1,0
1,5
2,0
I2x
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
coef
icie
nte
de
dis
trib
uci
ón (
)
0,0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
1,2
1,4
I2x
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
coef
icie
nte
de
dis
trib
uci
ón (
)
0,0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
I2x
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
coef
icie
nte
de
dis
trib
uci
ón (
)
0,0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
1,2
1,4
1,6
1,8
I2x
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
coef
icie
nte
de
dis
trib
uci
ón (
)
0,0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
1,2
1,4
I2x
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
coef
fici
ente
ded
istr
ibuci
ón (
)
0,0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
I2x
Análisis de los resultados del ELL
229
Benceno Tolueno Etilbenceno
Hex
ano
Hep
tan
o
Oct
ano
No
nan
o
Figura 4.4.2. Variación de Scon I
2x de los sistemas hidrocarburo alifático (1) +hidrocarburo aromático
(2) + LI (3): (●) [Epy][ESO4] ; (■) [BMim][MSO4]; (▲) [BMim][NTf2]; (♦) [PMim][NTf2]
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
sele
ctiv
idad
(S)
0
20
40
60
80
I2x
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
sele
ctiv
idad
(S)
0
5
10
15
20
25
I2x
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
sele
ctiv
idad
(S)
0
2
4
6
8
10
12
14
I2x
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
sele
ctiv
idad
(S)
0
20
40
60
80
I2x
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
sele
ctiv
idad
(S)
0
5
10
15
20
25
30
I2x
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
sele
ctiv
idad
(S)
0
2
4
6
8
10
12
14
I2x
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
sele
ctiv
idad
(S)
0
20
40
60
80
100
120
I2x
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
sele
ctiv
idad
(S)
0
20
40
60
80
I2x
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
sele
ctiv
idad
(S)
0
5
10
15
20
I2x
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
sele
ctiv
idad
(S)
0
50
100
150
200
I2x
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
sele
ctiv
idad
(S)
0
10
20
30
40
50
60
I2x
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
sele
ctiv
idad
(S)
0
10
20
30
40
I2x
Capítulo 4
230
Benceno Tolueno Etilbenceno C
iclo
hex
ano
Cic
loo
ctan
o
Met
ilci
clo
hex
ano
Cic
loh
exen
o
Figura 4.4.2. Variación de Scon I
2x de los sistemas hidrocarburo alifático (1) +hidrocarburo aromático
(2) + LI (3): (●) [Epy][ESO4] ; (■) [BMim][MSO4]; (▲) [BMim][NTf2]; (♦) [PMim][NTf2]
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
sele
ctiv
idad
(S)
4
5
6
7
8
9
10
I2x
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
sele
ctiv
idad
(S)
0
10
20
30
40
I2x
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
sele
ctiv
idad
(S)
0
5
10
15
20
I2x
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
sele
ctiv
idad
(S)
0
2
4
6
8
10
I2x
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
sele
ctiv
idad
(S)
0
10
20
30
40
50
60
I2x
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
sele
ctiv
idad
(S)
0
5
10
15
20
25
30
I2x
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
sele
ctiv
idad
(S)
0
2
4
6
8
10
12
14
I2x
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
sele
ctiv
idad
(S)
0
5
10
15
20
25
30
I2x
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
sele
ctiv
idad
(S)
0
2
4
6
8
10
I2x
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
sele
ctiv
idad
(S)
0
1
2
3
4
5
6
I2x
Análisis de los resultados del ELL
231
Para el análisis de la influencia de la estructura del LI en el comportamiento del ELL,
en este trabajo se han elegido los siguientes LI: [Epy][ESO4], [BMim][MSO4], [BMim][NTf2] y
[PMim][NTf2], con los que se puede estudiar el efecto de la naturaleza del catión, del anión y
de la longitud de la cadena alquílica del catión.
4.4.1. Influencia de la naturaleza del catión
Para evaluar la influencia de la naturaleza del catión se utiliza un LI con catión
imidazolio y uno con catión piridinio, aunque se debe tener en cuenta que entre los LI elegidos
existen diferencias en la longitud de la cadena alquílica tanto del catión como del anión. Los
sistemas que contienen [Epy][ESO4] presentan valores de menores que los sistemas que
contienen el LI de catión imidazolio, tanto para los sistemas que contienen hidrocarburos
liniales como hidrocarburos cíclicos. Por el contrario, las selectividades son mayores para los
sistemas que contienen [Epy][ESO4] excepto para el sistema nonano + benceno +
[BMim][MSO4], que presenta mayores valores de selectividad. El sistema ciclohexano +
benceno + [BMim][MSO4] presenta mayores valores de y S.
La influencia del carácter aromático del líquido iónico en la extracción ha sido
estudiada por diferentes autores.1,2,3,4 De estos trabajos se deduce que, en general, los LI con el
catión piridinio muestran valores de coeficiente de distribución mayores que los LI con el
catión imidazolio. Este hecho puede ser explicado debido a que el anillo del catión piridinio
está formado por cinco átomos de carbono y uno de nitrógeno y el catión imidazolio por tres
átomos de carbono y dos de nitrógeno; por tanto los LI con catión piridinio presentan mayor
aromaticidad que los LI con catión imidazolio.5 Sin embargo, existen pocas diferencias entre
las selectividades de los LI con catión piridinio e imidazolio, especialmente cuando éstos
presentan la misma longitud de la cadena alquílica del catión. 1 Arce, A.; Earle, M. J.; Rodríguez, H.; Seddon, K. R.; Soto, A. Green Chem. 2009, 11, 365-372. 2 García, J.; García, S.; Larriba, M.; Torrecilla, J. S.; Rodríguez, F. Chem. Engineering Transactions 2011, 24, 805-810. 3 Corderí, S.; Calvar, N.; Gómez, E.; Domínguez, A. Fluid Phase Equilib. 2012, 315, 45-52. 4 Cassol, C.; Umpierre, A.; Ebeling, G.; Ferrera, B.; Chiaro, S.; Dupont, J., Int. J. Mol. Sci. 2007, 7, 593-605. 5 Meindersma, G.W.; Podt, A.J.G.; de Haan, A.B. Fuel Process.Technol. 2005, 87, 59-70.
Capítulo 4
232
4.4.2. Influencia de la longitud de la cadena alquílica del catión
Los sistemas estudiados con los líquidos iónicos [BMim][NTf2] y [PMim][NTf2] nos
permiten estudiar la influencia de la longitud de la cadena del catión del LI en la separación
de hidrocarburos aromáticos de hidrocarburos alifáticos. En la Figura 4.4.1. se puede observar
que los coeficientes de distribución aumentan al aumentar la longitud de la cadena alquílica
para todos los sistemas estudiados. Al contrario de lo que sucede con los valores del coeficiente
de distribución, la selectividad decrece con el aumento de la longitud de la cadena alquílica. Es
importante remarcar que existen pocas diferencias en los valores de selectividad que
presentan los sistemas con ambos LI, sobre todo en el caso de los sistemas que contienen
hidrocarburos alifáticos de cadena lineal. Los sistemas con nonano y ciclohexano son los
sistemas que presentan mayor variación en cuanto a lo que se podría esperar con el aumento
de la cadena alquílica, ya que los sistemas con benceno y tolueno presentan selectividades
mayores para [BMim][NTf2] a composiciones bajas del hidrocarburo aromático en la fase
ligera, y el sistema nonano + etilbenceno + LI es el único sistema donde aumenta la selectividad
al aumentar la cadena alquílica del catión.
Según un estudio publicado por Hansmeier,1 un proceso de extracción eficaz se
consigue cuando la cadena alquílica del catión es de cuatro carbonos, ya que una longitud
pequeña de la cadena alquílica está asociada a valores de coeficiente de distribución bajos y
una longitud mayor a seis carbonos da lugar a valores de selectividad pequeños.
4.4.3. Influencia de la naturaleza del anión
El impacto de la naturaleza del anión en el coeficiente de distribución y en la
selectividad se puede observar en las Figuras 4.4.1.y 4.4.2., comparando dichos valores en los
sistemas que contienen los LI [BMim][MSO4] y [BMim][NTf2]. En estas figuras se muestra que
1 Hansmeier, A. R.; Ionic Liquid as Alternative Solvents for Aromatics. University of Eindhoven. 2010.
Análisis de los resultados del ELL
233
los valores del coeficiente de distribución obtenidos para los sistemas que contienen el LI con
el anión [NTf2]- son mayores que con el anión [MSO4]-, mientras que los valores de
selectividad presentan una tendencia inversa. Las diferencias encontradas, tanto en los valores
de S como en los de , entre los sistemas que contienen el LI [BMim][MSO4] y el [BMim][NTf2]
son grandes, probablemente debido a la baja polaridad, al gran volumen y a la dispersión de
carga del anión [NTf2]-.
La gran influencia de la naturaleza del anión en las interacciones catión-anión del LI y
por tanto, en el comportamiento del ELL observado en los sistemas estudiados en este trabajo,
está de acuerdo con los estudios publicados por diferentes autores.1,2,3,4,5,6,7 Según éstos,
además de que las interacciones catión-anión del LI están muy influenciadas por el tipo de
anión, cuando incluimos un hidrocarburo aromático, el tipo de anión también influye en la
forma de solvatación de dicho hidrocarburo, no sólo debido a la estructura molecular del LI
sino también a las interacciones debidas a un anión específico.
4.5. Comparación bibliográfica
En las Figuras 4.5.1. - 4.5.14. se presentan los valores experimentales de S y de los
sistemas determinados en este trabajo, y los encontrados en la bibliografía en las mismas
condiciones de presión y temperatura publicados por otros autores para sistemas que
contengan líquidos iónicos con el mismo catión o anión que los estudiados en este trabajo, con
el objetivo de extender el estudio de la influencia de la estructura del liquido iónico en el
proceso de extracción. Además, en estas figuras también se incluye la comparación de estos
sistemas empleando como disolvente el sulfolano. Esta comparación se presenta en fracción 1 Hardacre, C.; Holbrey, J.D.; Nieuwenhuyzen, M. Acc. Chem. Res. 2007, 40, 1146-1155. 2 Lachwa, J.; Bento, I.; Duarte, M. Chem. Commun. 2006, 2445-2447.
3 Deetlefs, M.; Hardacre, C.; Nieuwenhuyzen, M. J. Phys. Chem. B. 2006, 110, 12055-12061. 4 Dong, K.; Zhang, S.; Wang, D. A. J. Phys. Chem. 2006, 110, 9775-9782. 5 Holbrey, J. D.; Reichert, W. M.; Nieuwenhuyzen, M.; Sheppard, O.; Hardacre, C.; Rogers, R. D. Commun. 2003, 476-477. 6 Hanke, C. G.; Johansson, A.; Harper, J. B.; Lynden-Bell, R. M. Chem. Phys. Lett. 2003, 374, 85-90. 7 Harper, J.B.; Lynden-Bell, R.M. Mol. Phys. 2004, 102, 85-94.
Capítulo 4
234
másica, w , en lugar de en fracción molar, x , debido a la diferencia de pesos moleculares
entre los LI y los disolventes orgánicos convencionales, ya que esta diferencia tiene un impacto
significativo en el coeficiente de distribución. Además, la interpretación másica es valiosa, ya
que en los procesos industriales normalmente se utilizan unidades másicas o volumétricas.
a) b)
Figura 4.5.1. a) Coeficiente de distribución y b) selectividad con respecto a I
2w del sistema hexano (1)
+ benceno (2) + LI (3) a T = 298,15 K; (●) [Epy][ESO4], (■) [BMim][MSO4], (▲) [BMim][NTf2], (♦)
[PMim][NTf2], (×) sulfolano1 , (○) [EMpy][ESO4]
2, () [C8Mim][NTf2]
3, (◊) [C10Mim][NTf2]
4, ()
[C2Mim][NTf2]4
1 Chen, J.; Duan, L-P.; Mi, J-G.; Fei, W-Y.; Li, Z-C. Fluid Phase Equilibr. 2000, 173, 109-119. 2 González, E. J.; Calvar, N.; González, B.; Domínguez, A. J. Chem. Thermodyn. 2009, 41, 1215-1221. 3 Arce, A.; Earle, M. J.; Rodríguez, H.; Seddon, K. R. J. Phys. Chem. B. 2007, 111, 4732-4736. 4 Arce, A.; Earle, M. J.; Rodríguez, H.; Seddon, K. R. Green Chem. 2007, 9, 70-74.
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
coef
icie
nte
de
dis
trib
uci
ón (
)
0,0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
I
2w
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
sele
ctiv
idad
(S
)
0
10
20
30
40
50
60
I
2w
Análisis de los resultados del ELL
235
a) b)
Figura 4.5.2. a) Coeficiente de distribución y b) selectividad con respecto a I
2w del sistema hexano (1)
+ tolueno (2) + LI (3) a la T = 298,15 K; (■) [BMim][MSO4], (▲) [BMim][NTf2], (♦) [PMim][NTf2],
(×) sulfolano1
a) b)
Figura 4.5.3. a) Coeficiente de distribución y b) selectividad con respecto a I
2w del sistema heptano (1)
+ benceno (2) + LI (3) a la T = 298,15 K; (●) [Epy][ESO4], (■) [BMim][MSO4], (▲) [BMim][NTf2], (♦)
[PMim][NTf2], (○) [EMpy][ESO4]2, (◊) [BMim][BF4]
2, (□ ) [BMim][SCN]
3, () [BMpyr][NTf2]
4
1 Chen, J.; Duan, L-P.; Mi, J-G.; Fei, W-Y.; Li, Z-C. Fluid Phase Equilib. 2000, 173, 109-119. 2 González, E. J.; Calvar, N.; González, B.; Domínguez, A. J. Chem. Thermodyn. 2009, 41, 1215-1221. 3 Revelli, A-L.; Mutelet, F.; Jaubert, J-N. J. Phys. Chem. B. 2010, 114, 4600-4608. 4 Pereiro, A. B.; Rodríguez, A. AIChE J. 2010, 56, 381-386.
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
coef
icie
nte
de
dis
trib
uci
ón (
)
0,0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
I
2w0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
sele
ctiv
idad
(S
)
0
5
10
15
20
25
I
2w
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
coef
icie
nte
de
dis
trib
uci
ón (
)
0,0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
1,2
I
2w
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
sele
ctiv
idad
(S
)
0
20
40
60
80
100
I
2w
Capítulo 4
236
a)
b)
Figura 4.5.4. a) Coeficiente de distribución y b) selectividad con respecto a I
2w del sistema heptano (1)
+ tolueno (2) + LI (3) a la T = 298,15 K; (■) [BMim][MSO4], (▲) [BMim][NTf2], (♦) [PMim][NTf2],
(×) sulfolano,1 () sulfolano,
2, (○) [C2Mim][NTf2],
3 () [EMim][NTf2],
4 (◊) [EMpy][NTf2],
4 (□)
[BMpyr][NTf2]5
a) b)
Figura 4.5.5. a) Coeficiente de distribución y b) selectividad con respecto a I
2w del sistema heptano (1)
+ etilbenceno (2) + LI (3) a la T = 298,15 K; (▲) [BMim][NTf2], (♦) [PMim][NTf2], ()
[BMpyr][NTf2]5
1 Lin, W-C.; Tsai, T-H.; Lin, T-Y.; Yang, C-H. J. Chem. Eng. Data 2008, 53, 760-764. 2 Chen, J.; Li, Z.; Duan, L. J. Chem. Eng. Data 2000, 45, 689-692.
3 Arce, A.; Earle, M. J.; Rodríguez, H.; Seddon, K. R. Green Chem. 2007, 9, 70-74. 4 Corderí, S.; Calvar, N.; Gómez, E.; Domínguez, A. Fluid Phase Equilib. 2012, 315, 46-52. 5 Pereiro, A. B.; Rodríguez, A. AIChE J. 2010, 56, 381-386.
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
coef
icie
nte
de
dis
trib
uci
ón (
)
0,0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
I
2w0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
sele
ctiv
idad
(S
)
0
5
10
15
20
25
30
I
2w
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
coef
icie
nte
de
dis
trub
uci
ón (
)
0,0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
I
2w0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
sele
ctiv
idad
(S
)
0
2
4
6
8
10
12
14
I
2w
Análisis de los resultados del ELL
237
a) b)
Figura 4.5.6. a) Coeficiente de distribución y b) selectividad con respecto a I
2w del sistema octano (1) +
benceno (2) + LI (3) a la T = 298,15 K; (●) [Epy][ESO4], (■) [BMim][MSO4], (▲) [BMim][NTf2], (♦)
[PMim][NTf2], (×) sulfolano,1 (○) [EMpy][ESO4]
2, (□ ) sulfolano
3
a) b)
Figura 4.5.7. a) Coeficiente de distribución y b) selectividad con respecto a I
2w del sistema octano (1) +
tolueno (2) + LI (3) a la T = 298,15 K; (■) [BMim][MSO4], (▲) [BMim][NTf2], (♦) [PMim][NTf2], (×)
sulfolano,1 (○) sulfolano
4
1 Chen, J.; Duan, L-P.; Mi, J-G.; Fei, W-Y.; Li, Z-C. Fluid Phase Equilibr. 2000, 173, 109-119. 2 González, E. J.; Calvar, N.; Gómez, E.; Domínguez, A. J. Chem. Thermodyn. 2010, 42, 104-109. 3 Lee, S.; Kim, H. J. Chem. Eng. Data 1995, 40, 499-503. 4 Lee, S.; Kim, H. J. Chem. Eng. Data 1995, 40, 499-503.
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
coef
icie
nte
de
dis
trib
uci
ón (
)
0,0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
1,2
I
2w0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
sele
ctiv
idad
(S
)
0
20
40
60
80
100
120
140
I
2w
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
coef
icie
nte
de
dis
trib
uci
ón (
)
0,0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
I
2w0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
sele
ctiv
idad
(S
)
0
10
20
30
40
50
60
I
2w
Capítulo 4
238
a) b)
Figura 4.5.8. a) Coeficiente de distribución y b) selectividad con respecto a I
2w del sistema octano (1) +
etlbenceno (2) + LI (3) a la T = 298,15 K; (▲) [BMim][NTf2], (♦) [PMim][NTf2], (□ ) [EMim][NTf2]1
a) b)
Figura 4.5.9. a) Coeficiente de distribución y b) selectividad con respecto a I
2w del sistema nonano (1)
+ benceno (2) + LI (3) a la T = 298,15 K; (●) [Epy][ESO4], (■) [BMim][MSO4], (▲) [BMim][NTf2], (♦)
[PMim][NTf2], (○) [EMpy][ESO4]2, (□ ) [BMim][PF6]
3
1 Arce, A.; Earle, M. J.; Rodríguez, H.; Seddon, K. R. Green Chem. 2007, 9, 70-74. 2 González, E. J.; Calvar, N.; Gómez, E.; Domínguez, A. J. Chem. Thermodyn. 2010, 42, 104-109. 3 Maduro, R. M.; Aznar, M. Fluid Phase Equilib. 2008, 265, 129-138.
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
coef
icie
nte
de
dis
trib
uci
ón (
)
0,0
0,1
0,2
0,3
0,4
I
2w0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
sele
ctiv
idad
(S
)
0
10
20
30
40
I
2w
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
coef
icie
nte
de
dis
trib
uci
ón (
)
0,0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
I
2w
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
sele
ctiv
idad
(S
)
0
50
100
150
200
I
2w
Análisis de los resultados del ELL
239
a) b)
Figura 4.5.10. a) Coeficiente de distribución y b) selectividad con respecto a I
2w del sistema nonano (1)
+ tolueno (2) + LI (3) a la T = 298,15 K; (■) [BMim][MSO4], (▲) [BMim][NTf2], (♦) [PMim][NTf2],
(□) [BMim][PF6]1
a) b)
Figura 4.5.11. a) Coeficiente de distribución y b) selectividad con respecto a I
2w del sistema
ciclohexano (1) + benceno (2) + LI (3) a la T = 298,15 K; (●) [Epy][ESO4], (■) [BMim][MSO4], (▲)
[BMim][NTf2], (♦) [PMim][NTf2], (×) sulfolano2, (○) [EMpy][ESO4]
3, (□ ) [BMim][PF6]
1
1 Lu, Y.; Yang, X.; Luo, G. J. Chem. Eng. Data 2010, 55, 510-512. 2 Chen, J.; Li, Z.; Duan, L. J. Chem. Eng. Data 2000, 45, 689-692. 3 González, E. J.; Domínguez, I.; González, B.; Canosa, J. Fluid Phase Equilibr. 2010, 296, 213-218.
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
coef
icie
nte
de
dis
trib
uci
ón (
)
0,0
0,2
0,4
0,6
0,8
I
2w0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
sele
ctiv
idad
(S
)
0
10
20
30
40
50
60
I
2w
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
coef
icie
nte
de
dis
trib
uci
ón (
)
0,0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
1,2
I
2w
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
sele
ctiv
idad
(S
)
0
10
20
30
40
I
2w
Capítulo 4
240
a) b)
Figura 4.5.12. a) Coeficiente de distribución y b) selectividad con respecto a I
2w del sistema
ciclohexano (1) + tolueno (2) + LI (3) a la T = 298,15 K; (■) [BMim][MSO4], (▲) [BMim][NTf2], (♦)
[PMim][NTf2], (×) sulfolano1, (□ ) [EMim][NTf2]
2, () [EMpy][NTf2]
2, (○) [BMpyr][NTf2]
3
a) b)
Figura 4.5.13. a) Coeficiente de distribución y b) selectividad con respecto a I
2w del sistema
ciclooctano (1) + benceno (2) + LI (3) a la T = 298,15 K; (●) [Epy][ESO4], (■) [BMim][MSO4], (▲)
[BMim][NTf2], (♦) [PMim][NTf2], (○) [EMpy][ESO4]4
1 Chen, J.; Li, Z.; Duan, L. J. Chem. Eng. Data 2000, 45, 689-692. 2 Corderí, S.; Calvar, N.; Gómez, E.; Domínguez, A. Fluid Phase Equilib. 2012, 315, 46-52. 3 Seoane, R. G.; Gómez, E.; González, E. J.; Domínguez, A. J. Chem. Thermodyn. 2012, 47, 402-407. 4 González, E. J.; Calvar, N.; González, B.; Domínguez, A. Fluid Phase Equilib. 2010, 291, 59-65.
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
coef
icie
nte
de
dis
trib
uci
ón (
)
0,0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
I
2w0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
sele
ctiv
idad
(S
)
0
2
4
6
8
10
12
I
2w
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
coef
icie
nte
de
dis
trib
uci
ón (
)
0,0
0,2
0,4
0,6
0,8
I
2w0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
sele
ctiv
idad
(S
)
0
20
40
60
80
I
2w
Análisis de los resultados del ELL
241
a) b)
Figura 4.5.14. a) Coeficiente de distribución y b) selectividad con respecto a I
2w del sistema
metilciclohexano (1) + benceno (2) + LI (3) a la T = 298,15 K; (●) [Epy][ESO4], (■) [BMim][MSO4],
(▲) [BMim][NTf2], (♦) [PMim][NTf2], (○) [EMpy][ESO4]1
En las Figuras 4.5.1-4.5.14., se observa que, en general, los valores de para todos los
sistemas que contienen LI son menores que los valores obtenidos para los sistemas con
sulfolano, exceptuando los sistemas octano o heptano (1) + tolueno (2) + LI (3), y ciclohexano
(1) + benceno o tolueno (2) + LI (3), que presentan valores de mayores a los obtenidos con
sulfolano para composiciones de I
2w menores que 0,3, destacando los sistemas que contienen
el LI [BMim][NTf2]. Los valores de selectividad obtenidos en los sistemas con los LI estudiados
en este trabajo son mayores que los obtenidos por diferentes autores utilizando como
disolvente el sulfolano, excepto para los LI [PMim][NTf2] y [BMim][NTf2] a composiciones de I
2w menores de 0,5. Según Meindersma y col.2 en un proceso de extracción el coeficiente de
distribución es el parámetro más importante, ya que determina las dimensiones del equipo y la
cantidad de disolvente necesario. Por lo tanto, si analizamos únicamente este parámetro, en un
proceso con LI con valores de iguales o superiores a los del sulfolano y con selectividades
comparables, el uso de este LI como disolvente es económicamente viable.
1 González, E. J.; Calvar, N.; Canosa, J.; Domínguez, A. J. Chem. Eng. Data. 2010, 55, 2289-2293. 2Meindersma, G.W.; de Haan, A.B. Chem.Eng.Res. Des. 2008, 86, 745-752.
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
coef
icie
nte
de
dis
trib
uci
ón (
)
0,0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
I
2w0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
sele
ctiv
idad
(S
)
0
20
40
60
80
I
2w
Capítulo 4
242
En las Figuras 4.5.1., 4.5.3., 4.5.6., 4.5.9, 4.5.11., 4.5.13. y 4.5.14. los sistemas
hidrocarburo alifático (1) + benceno (2) + [Epy][ESO4] (3) se comparan con los sistemas
hidrocarburo alifático (1) + benceno (2) + [EMpy][ESO4] (3) obtenidos de la bibliografía,
observando valores de coeficiente de distribución mayores para todos los sistemas que
contienen [EMpy][ESO4] y selectividades menores para los sistemas con hexano y heptano y
mayores para el octano y nonano. Para los hidrocarburos cíclicos las selectividades son
mayores para los sistemas con [EMpy][ESO4] a bajas composiciones de I
2w y menores a altas
composiciones.
La influencia de la cadena alquílica del catión del LI en los parámetros S y para el
sistema hexano (1) + benceno (2) + LI (3) puede ser analizada en la Figura 4.5.1. Como se
puede observar, los valores de los coeficientes de distribución aumentan a medida que
aumenta la longitud de la cadena del catión, [C2Mim][NTf2] < [PMim][NTf2] < [BMim][NTf2] <
[C8Mim][NTf2] < [C10Mim][NTf2] y los valores de la selectividad disminuyen en el mismo orden.
En la Figura 4.5.3. se muestra como influye la naturaleza del anión del LI en el sistema
heptano + benceno + LI. Los valores de siguen la tendencia: [SCN]- > [NTf2]- > [BF4]- >
[MSO4]- mientras que los valores de selectividad disminuyen en el orden: [BF4]- >. [SCN]- >
[MSO4]- > [NTf2]-.
Para el estudio de la influencia de la naturaleza del catión del LI se utiliza la
comparación del sistema heptano + tolueno + LI, representado en la Figura4.5.4., observándose
que los valores del coeficiente de distribución con el LI de catión [BMpyr]+ son mayores que los
obtenidos con el LI de catión [BMim]+, y que los valores de selectividades presentan la
tendencia opuesta.
Análisis de los resultados del ELL
243
4.6. Conclusiones
En este apartado se resumen las conclusiones más importantes obtenidas a partir del
análisis de los datos experimentales presentados en este trabajo. En la siguiente tabla se
muestra un esquema de las principales conclusiones.
Tabla 4.6.1. Principales conclusiones obtenidas
Factor S
Hid
roca
rbu
ro l
inea
l
T 283,15 K ≈ 298,15 K 283,15 K ≥ 298,15 K
↑ longitud de la cadena del
hidrocarburo lineal
↓ ↑ S
Hid
roca
rbu
ro c
ícli
co ↑ longitud de la cadena del
hidrocarburo cíclico
↑ ↑ S
↑ sustituyente ↑ ↑ S
↑ doble enlace ↑ ↓ S
Hid
roca
rbu
ro.
aro
má
tico
↑ sustituyente ↓ ↓ S
Líq
uid
o i
ón
ico
Piridinio / imidazolio piridinio < imidazolio Simidazolio < Spiridinio
↑ longitud de la cadena del
catión
↑ ↓ S
anión [NTf2]- > [MSO4]
- [MSO4]
- > [NTf2]
-
Capítulo 4
244
A la vista de los resultados obtenidos, se puede concluir que los coeficientes de
distribución disminuyen al aumentar el peso molecular del hidrocarburo (tanto si se trata de
hidrocarburos lineales como de hidrocarburos aromáticos), excepto para los hidrocarburos
cíclicos, donde un aumento del peso molecular lleva a valores mayores de ; esta variación no
depende de la naturaleza del LI utilizado. Los valores de selectividad aumentan al aumentar el
peso molecular de los hidrocarburos alifáticos, tanto lineales como cíclicos.
Si tenemos en cuenta la naturaleza del catión del LI, el coeficiente de distribución
presenta valores mayores para los sistemas con el LI con catión imidazolio que para los
sistemas estudiados con el LI con catión piridinio.
El coeficiente de distribución aumenta al aumentar la longitud de la cadena alquílica
del catión, como se puede observar en los sistemas estudiados con los LI [PMim][NTf2] y
[BMim][NTf2], y disminuye significativamente si se sustituye el anión [NTf2]- por el anión
[MSO4].- De hecho, los sistemas hidrocarburo alifático (1) + benceno o tolueno (2) + LI (3) con
el anión [NTf2]- presentan valores de mayores que la unidad. Respecto a los valores de S,
éstos no se ven significativamente influenciados por el aumento de la longitud de la cadena
alquílica del catión. Por el contrario, sí se observa que la naturaleza del anión del LI influye
considerablemente en los valores de selectividad, siendo los valores obtenidos utilizando LI con
anión [MSO4]- incluso el doble que los obtenidos utilizando el LI con el anión [NTf2]- . De
forma general, se puede decir que los sistemas que contienen [Epy][ESO4] presentan valores
menores de , tanto para los sistemas que contienen hidrocarburos lineales como
hidrocarburos cíclicos, y en cambio, los valores de selectividad son menores para los sistemas
con el LI [BMim][NTf2]. La tendencia general para los valores del es: [Epy][ESO4] <
[BMim][MSO4] < [PMim][NTf2] < [BMim][NTf2], tendencia contraria a la de los valores de
selectividad.
Análisis de los resultados del ELL
245
Para poder evaluar la capacidad de extracción de los LI en la separación de la mezcla
hidrocarburo alifático + hidrocarburo aromático, se realiza la comparación de nuestros datos
experimentales con los obtenidos por diferentes autores utilizando el sulfolano como
disolvente. Observándose que los valores de coeficientes de distribución son mayores para el
sulfolano en prácticamente todos los sistemas estudiados, lo que podría indicar que los LI
utilizados en este trabajo no son los más adecuados para la separación de las mezclas
hidrocarburo alifático + hidrocarburo aromático, ya que sería necesaria una cantidad
relativamente alta de LI para llevar a cabo la extracción. Pero, por otro lado, si se tiene en
cuenta que los valores de selectividad obtenidos en casi todos los sistemas estudiados en este
trabajo son mayores que los obtenidos por diferentes autores utilizando como disolvente el
sulfolano, que los LI presentados en esta memoria son fáciles de sintetizar y recuperar, tienen
una presión de vapor despreciable, el proceso de extracción se puede realizar a temperatura
ambiente y que no hay presencia de LI en la fase rica en hidrocarburo alifático, entonces los
costes de operación se reducen considerablemente, y los LI presentados en esta memoria
pueden ser futuros candidatos para la sustitución de los disolventes orgánicos utilizados hasta
el momento en los procesos de extracción de las mezclas hidrocarburo alifático +
hidrocarburo aromático.
Predicción del proceso de extracción
249
5. PREDICCIÓN DEL ELL CON EL MÉTODO COSMO-RS
El gran interés suscitado por la aplicación de los líquidos iónicos en los procesos de
extracción líquido-líquido se debe, en gran medida, a la ventaja que supone el poder
modificar sus propiedades combinando diferentes iones y a la posibilidad de ser recuperados
con relativa facilidad. Debido a la gran variedad de combinaciones de los distintos iones, se
pueden obtener un gran número de LI, por lo que sería de gran utilidad poder disponer de una
herramienta que nos ayudase a predecir las propiedades físicas de estos compuestos.
En este contexto, resulta complicado el uso de herramientas comunes de predicción
como pueden ser los métodos de contribución de grupos, ya que la mayoría de ellos requieren
parámetros de interacción que todavía no han sido determinados para la mayoría de los
líquidos iónicos.
En los últimos años, como alternativa a estos métodos de predicción, surge una
metodología rápida y general para la predicción de datos termofísicos. El método COSMO-RS
(COnductor-like-Screening MOdel for Real Solvents), cuya ventaja principal es que es
independiente de parámetros de interacción o de grupos, lo que supone un enfoque
prometedor para el estudio del ELL de sistemas que contengan líquidos iónicos.
Capítulo 5
250
5.1. Estudio teórico
El método COSMO-RS ha sido propuesto por Klamt y col.1,2,3 y se caracteriza
principalmente porque sólo utiliza información estructural de las moléculas para la
predicción a priori de los coeficientes de actividad y otros datos termofísicos (presión de vapor,
temperatura de ebullición, solubilidad en gases y líquidos, y datos de equilibrio
multicomponente líquido-gas, líquido-líquido y líquido-sólido). Este método combina cálculos
químicos cuánticos con termodinámica estadística con el fin de determinar y predecir las
propiedades termodinámicas sin la necesidad de utilizar datos experimentales.
Este método considera que la mayoría de la fase líquida está formada por cavidades
moleculares estrechamente empaquetadas, donde cada una de las moléculas está dividida en
m segmentos, cada uno con una densidad de carga polarizada, . Además, las interacciones
entre las moléculas son reducidas a interacciones de los segmentos moleculares. La
distribución de carga de una molécula en el campo continuo de polaridad, es representada
gráficamente mediante el histograma profile que proporcionan una guía gráfica, sencilla e
intuitiva para la interpretación del comportamiento físico-químico de los compuestos. En
general, el método COSMO-RS predice que los compuestos interaccionan eficazmente en una
mezcla cuando sus histogramas profiles son similarmente simétricos o imágenes
especulares, con presencia de grupos polares de distinto signo químico. Para determinar las
propiedades termofísicas (macroscópicas) de un fluido a partir de la información electrónica
(microscópica) de las moléculas, el método COSMO-RS desarrolla un tratamiento
termodinámico estadístico en el que se utiliza el profile como elemento de enlace. El método
calcula la energía de interacción entre las moléculas de soluto y disolvente, E (´), evaluando
el contacto de una región de la superficie molecular de área efectiva, aeff, considerando que los
segmentos sobre las superficies moleculares de la molécula y la cavidad tienen densidades de 1 Klamt, A. J. Phys. Chem. 1995, 99, 2224-2235. 2 Klamt, A.; Jonas, V.; Bürger, T. J. Phys. Chem. A, 1998, 102, 5074-5085. 3 Klamt, A.; Eckert, F. Fluid Phase Equilib. 2000, 172, 43-72.
Predicción del proceso de extracción
251
carga polarizada, y´, respectivamente. La energía de interacción entre las moléculas del
soluto y del disolvente se determina integrando, sobre toda la superficie de contacto, la energía
necesaria para separar los segmentos de densidades de carga, y´, una distancia tal que el
potencial eléctrico entre ambos segmentos de carga contraria se haga cero.
Figura 5.1.1.1 Distribución de carga polarizada en la interfase soluto-disolvente
El método COSMO-RS establece que las interacciones entre moléculas en un fluido
pueden ser de tres tipos: electrostáticas (Misfit), de enlace de hidrógeno y de van der Waals.
Las energías debidas a estos tres tipos de interacciones vienen dadas por las siguientes
ecuaciones:
, ′ ′ 5.1.
min 0;min 0; max 0; 5.2.
′ 5.3.
1 http://www.cosmologic.de/index.php?cosId=4201&crId=4
Capítulo 5
252
siendo ´CHBdonanteaceptorvdw,´vdw los parámetros que se ajustan por comparación con
datos experimentales en la formulación general del método COSMO-RS.
Una vez calculada la energía de interacción soluto-disolvente, es posible evaluar en
términos termodinámicos clásicos el estado de los componentes de la mezcla, lo cual se realiza
con un tratamiento termodinámico-estadístico cuya expresión de partida es la que define el
potencial químico de un segmento de densidad de carga, para un sistema S, potential:
ln p .. ,
′ 5.4.
donde s( es una medida de afinidad del sistema S por una superficie de polaridad,
Formalmente, s es el potencial químico de un área de contacto molecular promedio
aeff, y densidad de carga polarizada, en el conjunto S a la temperatura T. A partir de la
expresión de potential se puede determinar el potencial químico de una molécula Xi en el
líquido S:
, , ln 5.5.
donde los términos , y , son las contribuciones de tipo combinatorial y residual al
potencial químico, C es un parámetro ajustable y AS es el valor promedio del área del
disolvente. A continuación, a partir del potencial químico se puede determinar el coeficiente
de actividad, del soluto X en el disolvente S mediante la expresión:
5.6.
Predicción del proceso de extracción
253
con lo que se obtiene la descripción completa del estado termodinámico del soluto X en la
disolución con S.
Los cálculos se llevan a cabo con el programa COSMOTherm de la empresa
COSMOLogic, que cuenta con extensas bases de datos con más de 4.500 compuestos y 200
líquidos iónicos.
5.1.1 Evolución del método COSMO-RS
Existen una serie de modificaciones del método COSMO-RS con el objetivo de mejorar
su precisión: COSMO_VLLE1, COSMO_LLE2, COSMO-SAC3 y COSMO-RS (Ol)4. Los modelos
COSMO_VLLE y COSMO_LLE han sido desarrolladas por Banerjee y col.1,2 siendo ambos
modelos adaptaciones del método COSMO-RS para el estudio del ELV y ELL, respectivamente,
a través de la estimación de una serie de parámetros como son aeff y CHB para el modelo
COSMO_VLLE y aeff, CHB y HB para el modelo COSMO_ ELL.
Lin y Sandler3 presentan una modificación del método COSMO-RS llamada COSMO-
SAC. En este último modelo, el cálculo del segmento del coeficiente de actividad, es la
ecuación central del método en contraste con el cálculo del potencial químico de un segmento
de densidad de carga, µ(en COSMO-RS. El modelo COSMO-SAC utiliza un total de 8
parámetros: los radios atómicos de cinco elementos (H, C, N, S, Cl), aeff, CHB y HB.
En el modelo COSMO-RS (Ol) Grensemann y Gmehling5 exponen que sólo los átomos
de hidrógenos polarizados conectados a átomos fuertemente electronegativos forman enlaces
de hidrógeno, con lo cual se introduce un segundo histograma profile solamente para
segmentos de la superficie, donde los enlaces de hidrógeno son físicamente significativos.
1 Banerjee, T.; Singh, M.K.; Khanna. Ind. Eng. Chem. Res. 2006, 45, 3207-3219. 2 Banerjee, T.; Sahoo, R.K.; Rath, S.S. Ind. Eng. Chem. Res. 2007, 46, 1292-1304. 3 Lin, S.-T.; Sandler, S.I. Ind. Eng. Chem. Res. 2002, 41, 899-913. 4 Grensemann, H.; Gmehling, J. Ind. Eng. Chem. Res. 2005, 44, 1610-1624.
Capítulo 5
254
5.2. Resultados
En este apartado se muestran los resultados obtenidos con el método COSMO-RS para
los datos del equilibrio líquido-líquido de los sistemas ternarios hidrocarburo alifático (1) +
hidrocarburo aromático (2) + LI (3) determinados experimentalmente en este trabajo.
Como ya se ha comentado anteriormente, el método COSMO-RS no necesita
parámetros de interacción determinados a partir de datos experimentales sino que utiliza
información sobre la estructura molecular de los compuestos. Los LI, en contraste con los
disolventes convencionales, pueden ser descritos mediante un modelo de par iónico neutro,
modelo denominado CA, o como una mezcla de iones, modelo denominado C+A. En el caso del
modelo CA el histograma profile del LI es obtenido para la molécula optimizada como un
todo, mientras que en el modelo C+A las densidades de carga de los iones C + y A- se calculan
por separado para después combinarlos en un mismo histograma profile con el objetivo de
definir el LI.1,2 En este trabajo se usarán ambos modelos para la predicción del
comportamiento del ELL.
El criterio de equilibrio viene definido por la ecuación:
IIi
IIi
Ii
Ii xx 5.2.1
donde Ii y II
i son los coeficientes de actividad del componente i en las fases líquidas I y II,
respectivamente, que serán calculados con el método COSMO-RS, y Iix y II
ix representan la
fracción molar del componente i en las fases líquidas I y II. Asumiendo que el proceso ocurre a
temperatura constante y las composiciones de las fases conjugadas en equilibrio con el método
1 Palomar, J.; Torrecilla, J. S.; Ferro, V. R.; Rodríguez, F. Ind. Eng. Chem. Res. 2008, 47, 4523-4532. 2 Diedenhfen, M.; Klamt, A. Fluid Phase Equilibr. 2010, 294, 31-38.
Predicción del proceso de extracción
255
COSMO-RS se calculan utilizando un algoritmo descrito por la modificación del algoritmo de
Rashford-Rice.1
Aunque los 75 sistemas determinados experimentalmente en este trabajo han sido
predichos con el método COSMO-RS, sólo se presentan a modo de ejemplo 13 de estos
sistemas (Tabla 5.1.2.), los cuales nos permiten hacer una evaluación general de la predicción
del ELL. Es importante destacar que para los sistemas que incluyen LIs con el anión [NTf2]-, el
modelo CA del método COSMO-RS no predice la separación de las fases en el equilibrio.
Tabla 5.2.1. Ejemplos de los sistemas ternarios predichos con el método COSMO-RS
Benceno Tolueno Etilbenceno [Epy][ESO4] Hexano 1, 2
[BMim][MSO4]
Hexano 3 10 11 Heptano 4 Octano 5 Nonano 6 Ciclohexano 7 Ciclooctano 8 Metilciclohexano 9
[BMim][NTf2] Hexano 12
[PMim][NTf2] Hexano 13
Para poder analizar la capacidad del método COSMO-RS para la predicción del ELL de
los sistemas hidrocarburo alifático (1) + hidrocarburo aromático (2) + LI (3) se presentan las
siguientes tablas y figuras, en las que X es el número del sistema presentado en la Tabla 5.2.1.
En las Tablas 5.2.2.X. y 5.2.3.X. se muestran las composiciones, en fracción molar, de
las fases conjugadas en el equilibrio calculados con los modelos CA y C+A, (del método
COSMO-RS) respectivamente, y los valores de S y obtenidos a partir de dichas
composiciones.
Las Figuras 5.2.1.X. muestran la variación de los valores de S y calculados con los
modelos CA y C+A y los calculados experimentalmente, con la composición de hidrocarburo
aromático en la fase ligera. 1 Klamt, A.; Schüürmann, G. J.Chem. Soc. Perkin Trans. II. 1993, 799–805.
Capítulo 5
256
En el diagrama triangular (Figuras 5.2.2.X.) se presentan las rectas de reparto
experimentales y las calculadas con el método COSMO-RS con los modelos CA y C+A.
Para tener una idea del rendimiento cuantitativo del método COSMO-RS, se calcula la
desviación de las composiciones de las rectas de reparto de los sistemas ternarios predichos
con el método COSMO-RS con respecto a los datos experimentales del ELL utilizando la
Ecuación 3.1.2.2. Estos resultados se presentan en la Tabla 5.2.4.
Predicción del proceso de extracción
257
Tabla 5.2.2.1. Datos calculados con el modelo CA paral ELL del sistema hexano (1) + benceno (2) + [Epy][ESO4] (3) a T = 283,15 K
S
0,904 0,096 0,034 0,077 0,81 21,77 0,847 0,153 0,033 0,118 0,77 19,73 0,782 0,218 0,033 0,160 0,73 17,61 0,725 0,275 0,032 0,194 0,70 15,91 0,661 0,339 0,031 0,229 0,67 14,17 0,593 0,407 0,031 0,263 0,65 12,48 0,519 0,480 0,030 0,298 0,62 10,83 0,453 0,546 0,029 0,328 0,60 9,47 0,377 0,621 0,027 0,361 0,58 8,07
Tabla 5.2.3.1. Datos calculados con el modelo C+A para el ELL del sistema hexano (1) + benceno (2) + [Epy][ESO4] (3) a T = 283,15 K
S
0,875 0,125 0,011 0,046 0,37 28,29 0,803 0,197 0,010 0,066 0,33 26,31 0,719 0,281 0,009 0,087 0,31 23,46 0,652 0,348 0,009 0,102 0,29 21,22 0,580 0,420 0,008 0,116 0,28 19,04 0,506 0,494 0,008 0,130 0,26 16,87 0,430 0,570 0,007 0,144 0,25 14,82 0,365 0,635 0,007 0,153 0,24 13,28 0,296 0,704 0,006 0,165 0,24 11,61
a) b)
Figura 5.2.1.1. a) Coeficiente de distribución y b) selectividad con respecto a x2
I del sistema hexano (1)
+ benceno (2) + [Epy][ESO4] (3) a T = 283,15 K; (●) Experimental, (□) modelo CA, (Δ) modelo C+A
I1x I
2x II1x II
2x
I1x I
2x II1x II
2x
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
coef
icie
nte
de d
istr
ibuc
ión
(
0,0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
I2x
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
sele
ctiv
idad
(S)
0
20
40
60
80
100
I2x
Capítulo 5
258
Figura 5.2.2.1. Diagrama ternario del ELL del sistema hexano (1) + benceno (2) + [Epy][ESO4] (3) a T
= 283,15 K, (•─•): datos experimentales;(□- - -□): datos calculados con el modelo CA; (Δ ̶ ̶ ̶Δ): datos calculados con el modelo C+A
[Epy][ESO4]0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0
Benceno
0,0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1,0
Hexano
0,0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1,0
Predicción del proceso de extracción
259
Tabla 5.2.2.2. Datos calculados con el modelo CA para el ELL del sistema hexano (1) + benceno (2) + [Epy][ESO4] (3) a T = 298,15 K
S
0,906 0,094 0,040 0,075 0,80 18,24 0,853 0,147 0,039 0,113 0,77 16,74 0,766 0,234 0,038 0,170 0,73 14,50 0,724 0,276 0,038 0,195 0,71 13,51 0,671 0,328 0,037 0,226 0,69 12,33 0,596 0,404 0,036 0,267 0,66 10,79 0,526 0,473 0,035 0,302 0,64 9,48 0,463 0,536 0,034 0,334 0,62 8,39 0,297 0,700 0,030 0,417 0,60 5,89
Tabla 5.2.3.2. Datos calculados con el modelo C+A para el ELL del sistema hexano (1) + benceno (2) + [Epy][ESO4] (3) a T = 298,15 K
S
0,877 0,123 0,013 0,044 0,36 25,07 0,809 0,191 0,012 0,064 0,34 23,15 0,703 0,297 0,010 0,089 0,30 20,59 0,650 0,350 0,010 0,102 0,29 19,03 0,589 0,411 0,009 0,115 0,28 17,49 0,507 0,493 0,009 0,132 0,27 15,38 0,434 0,566 0,008 0,145 0,26 13,77 0,372 0,628 0,007 0,156 0,25 12,45 0,221 0,779 0,006 0,187 0,24 9,42
a) b)
Figura 5.2.1.2 a) Coeficiente de distribución y b) selectividad con respecto a x2
I del sistema hexano (1)
+ benceno (2) + [Epy][ESO4] (3) a T = 298,15 K; (●) Experimental, (□) modelo CA, (Δ) modelo C+A
I1x I
2x II1x II
2x
I1x I
2x II1x II
2x
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
coef
icie
nte
de d
istr
ibuc
ión
(
0,0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
I2x
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
Sel
ectiv
idad
(S
)
0
10
20
30
40
50
60
70
I2x
Capítulo 5
260
Figura 5.2.2.2. Diagrama ternario del ELL del sistema hexano (1) + benceno (2) + [Epy][ESO4] (3) a T
= 298,15 K, (•─•): datos experimentales;(□- - -□): datos calculados con el modelo CA; (Δ ̶ ̶ ̶Δ): datos calculados con el C+A
[Epy][ESO4]0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0
Benceno
0,0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1,0
Hexano
0,0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1,0
Predicción del proceso de extracción
261
Tabla 5.2.2.3. Datos calculados con el modelo CA para el ELL del sistema hexano (1) + benceno (2) + [BMim][MSO4] (3) a T = 298,15 K
S
0,910 0,089 0,087 0,100 1,12 11,78 0,864 0,135 0,086 0,147 1,08 10,84 0,812 0,187 0,086 0,196 1,05 9,87 0,760 0,238 0,086 0,241 1,01 8,96 0,716 0,282 0,086 0,278 0,99 8,23 0,612 0,385 0,086 0,359 0,93 6,67 0,494 0,501 0,085 0,445 0,89 5,14 0,371 0,618 0,085 0,533 0,86 3,76 0,078 0,656 0,078 0,656 1,00 1,00
Tabla 5.2.3.3. Datos calculados con el modelo C+A para el ELL del sistema hexano (1) + benceno (2) + [BMim][MSO4] (3) a T = 298,15 K
S
0,871 0,129 0,022 0,060 0,47 18,29 0,805 0,195 0,020 0,084 0,43 17,10 0,734 0,266 0,020 0,110 0,41 15,50 0,667 0,333 0,019 0,133 0,40 14,06 0,611 0,389 0,018 0,150 0,38 12,95 0,487 0,513 0,016 0,185 0,36 10,68 0,361 0,639 0,014 0,220 0,34 8,63 0,245 0,755 0,012 0,252 0,33 6,98 0,121 0,879 0,007 0,292 0,33 5,42
a) b)
Figura 5.2.1.3. a) Coeficiente de distribución y b) selectividad con respecto a x2
I del sistema hexano (1)
+ benceno (2) + [BMim][MSO4] (3) a T = 298,15 K; (●) Experimental, (□) modelo CA, (Δ) modelo C+A
I1x I
2x II1x II
2x
I1x I
2x II1x II
2x
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
coef
icie
nte
de d
istr
ibuc
ión
(
0,0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
1,2
I2x
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
sele
ctiv
idad
(S)
0
10
20
30
40
50
I2x
Capítulo 5
262
Figura 5.2.2.3. Diagrama ternario del ELL del sistema hexano (1) + benceno (2) + [BMim][MSO4] (3) a
T = 298,15 K, (•─•): datos experimentales;(□- - -□): datos calculados con el modelo CA; (Δ ̶ ̶ ̶ Δ): datos calculados con el modelo C+A
[BMim][MSO4]0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0
Benceno
0,0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1,0
Hexano
0,0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1,0
Predicción del proceso de extracción
263
Tabla 5.2.2.4. Datos calculados con el modelo CA para el ELL del sistema heptano (1) + benceno (2) + [BMim][MSO4] (3) a T = 298,15 K
S
0,957 0,043 0,057 0,049 1,15 19,17 0,905 0,094 0,057 0,105 1,11 17,51 0,868 0,132 0,058 0,143 1,09 16,35 0,822 0,177 0,058 0,187 1,06 15,02 0,777 0,222 0,058 0,229 1,03 13,78 0,752 0,247 0,058 0,250 1,01 13,13 0,621 0,377 0,059 0,357 0,95 9,98 0,510 0,486 0,060 0,439 0,90 7,67 0,409 0,584 0,061 0,510 0,87 5,86 0,057 0,687 0,057 0,687 1,00 1,00
Tabla 5.2.3.4. Datos calculados con el modelo C+A para el ELL del sistema heptano (1) + benceno (2) + [BMim][MSO4] (3) a T = 298,15 K
S
0,945 0,055 0,024 0,037 0,66 26,03 0,877 0,123 0,023 0,077 0,62 24,29 0,829 0,171 0,023 0,105 0,61 22,52 0,770 0,230 0,022 0,136 0,59 20,82 0,713 0,287 0,021 0,164 0,57 19,22 0,681 0,319 0,020 0,177 0,55 18,53 0,523 0,477 0,019 0,245 0,51 14,25 0,399 0,601 0,017 0,296 0,49 11,22 0,296 0,704 0,016 0,338 0,48 8,99 0,099 0,901 0,009 0,443 0,49 5,27
a) b)
Figura 5.2.1.4. a) Coeficiente de distribución y b) selectividad con respecto a x2
I del sistema heptano (1)
+ benceno (2) + [BMim][MSO4] (3) a T = 298,15 K; (●) Experimental, (□) modelo CA, (Δ) modelo C+A
I1x I
2x II1x II
2x
I1x I
2x II1x II
2x
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
coef
icie
nte
de d
istr
ibuc
ión
(
0,0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
1,2
1,4
I2x
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
Sel
ectiv
idad
(S)
0
20
40
60
80
I2x
Capítulo 5
264
Figura 5.2.2.4. Diagrama ternario del ELL del sistema heptano (1) + benceno (2) + [BMim][MSO4] (3)
a T = 298,15 K, (•─•): datos experimentales;(□- - -□): datos calculados con el modelo CA; (Δ ̶ ̶ ̶ Δ): datos calculados con el modelo C+A
[BMim][MSO4]0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0
Benceno
0,0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1,0
Heptano
0,0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1,0
Predicción del proceso de extracción
265
Tabla 5.2.2.5. Datos calculados con el modelo CA para el ELL del sistema octano (1) + benceno (2) + [BMim][MSO4] (3) a T = 298,15 K
S
0,959 0,041 0,038 0,047 1,13 28,45 0,911 0,088 0,038 0,097 1,10 26,21 0,872 0,127 0,039 0,138 1,08 24,37 0,823 0,176 0,039 0,185 1,05 22,24 0,778 0,221 0,039 0,228 1,03 20,33 0,730 0,269 0,040 0,270 1,00 18,42 0,628 0,370 0,041 0,354 0,96 14,71 0,519 0,478 0,042 0,436 0,91 11,24 0,397 0,597 0,044 0,522 0,88 7,92 0,256 0,730 0,047 0,626 0,86 4,68
Tabla 5.2.3.5. Datos calculados con el modelo C+A para el ELL del sistema octano (1) + benceno (2) + [BMim][MSO4] (3) a T = 298,15 K
S
0,941 0,059 0,009 0,029 0,49 53,45 0,874 0,126 0,008 0,059 0,47 50,00 0,819 0,181 0,008 0,083 0,46 46,50 0,752 0,248 0,008 0,109 0,44 42,69 0,690 0,310 0,007 0,131 0,42 39,13 0,627 0,373 0,007 0,152 0,41 35,68 0,501 0,499 0,007 0,191 0,38 28,89 0,377 0,623 0,006 0,225 0,36 22,79 0,255 0,745 0,005 0,257 0,34 17,31 0,134 0,866 0,004 0,293 0,34 12,43
a) b)
Figura 5.2.1.5. a) Coeficiente de distribución y b) selectividad con respecto a x2
I del sistema octano (1)
+ benceno (2) + [BMim][MSO4] (3) a T = 298,15 K; (●) Experimental, (□) modelo CA, (Δ) modelo C+A
I1x I
2x II1x II
2x
I1x I
2x II1x II
2x
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
coef
icie
nte
de d
istr
ibuc
ión
(
0,0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
1,2
I2x
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
Sel
ectiv
idad
(S)
0
20
40
60
80
100
120
I2x
Capítulo 5
266
Figura 5.2.2.5. Diagrama ternario del ELL del sistema octano (1) + benceno (2) + [BMim][MSO4] (3) a
T = 298,15 K, (•─•): datos experimentales;(□- - -□): datos calculados con el modelo CA; (Δ ̶ ̶ ̶ Δ): datos calculados con el modelo C+A
[BMim][MSO4]0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0
Benceno
0,0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1,0
Nonano
0,0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1,0
Predicción del proceso de extracción
267
Tabla 5.2.2.6. Datos calculados con el modelo CA para el ELL del sistema nonano (1) + benceno (2) + [BMim][MSO4] (3) a T = 298,15 K
S
0,959 0,040 0,026 0,045 1,12 41,91 0,913 0,087 0,026 0,095 1,10 38,59 0,864 0,136 0,026 0,145 1,07 35,17 0,822 0,177 0,027 0,186 1,05 32,45 0,778 0,221 0,027 0,228 1,03 29,66 0,736 0,263 0,027 0,266 1,01 27,12 0,633 0,365 0,028 0,352 0,96 21,45 0,524 0,473 0,030 0,437 0,92 16,16 0,397 0,598 0,032 0,529 0,88 10,94 0,266 0,723 0,035 0,623 0,86 6,53
Tabla 5.2.3.6. Datos calculados con el modelo C+A para el ELL del sistema nonano (1) + benceno (2) + [BMim][MSO4] (3) a T = 298,15 K
S
0,942 0,058 0,005 0,028 0,48 87,74 0,876 0,124 0,005 0,056 0,45 84,78 0,806 0,194 0,005 0,085 0,44 77,26 0,749 0,251 0,004 0,107 0,43 71,87 0,688 0,312 0,004 0,130 0,42 65,89 0,633 0,367 0,004 0,149 0,40 60,60 0,503 0,497 0,004 0,189 0,38 48,59 0,377 0,623 0,004 0,224 0,36 37,49 0,246 0,754 0,003 0,257 0,34 27,20 0,134 0,866 0,002 0,289 0,33 19,10
a) b)
Figura 5.2.1.6. a) Coeficiente de distribución y b) selectividad con respecto a x2
I del sistema nonano (1)
+ benceno (2) + [BMim][MSO4] (3) a T = 298,15 K; (●) Experimental, (□) modelo CA, (Δ) modelo C+A
I1x I
2x II1x II
2x
I1x I
2x II1x II
2x
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
coef
icie
nte
de d
istr
ibuc
ión
(
0,0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
1,2
I2x
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
sele
ctiv
idad
(S)
0
50
100
150
200
250
I2x
Capítulo 5
268
Figura 5.2.2.6. Diagrama ternario del ELL del sistema nonano (1) + benceno (2) + [BMim][MSO4] (3) a
T = 298,15 K, (•─•): datos experimentales;(□- - -□): datos calculados con el modelo CA; (Δ ̶ ̶ ̶ Δ): datos calculados con el modelo C+A
[BMim][MSO4]0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0
Benceno
0,0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1,0
Nonano
0,0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1,0
Predicción del proceso de extracción
269
Tabla 5.2.2.7. Datos calculados con el modelo CA para el ELL del sistema ciclohexano (1) + benceno (2) + [BMim][MSO4] (3) a T = 298,15 K
S
0,959 0,040 0,136 0,049 1,21 8,55 0,918 0,081 0,135 0,095 1,17 7,92 0,873 0,126 0,134 0,141 1,12 7,28 0,826 0,173 0,133 0,186 1,08 6,66 0,777 0,222 0,132 0,230 1,04 6,07 0,726 0,272 0,131 0,272 1,00 5,52 0,621 0,376 0,129 0,352 0,94 4,50 0,503 0,490 0,126 0,435 0,89 3,54 0,374 0,613 0,123 0,529 0,86 2,63 0,089 0,645 0,089 0,645 1,00 1,00
Tabla 5.2.3.7. Datos calculados con el modelo C+A para el ELL del sistema ciclohexano (1) + benceno (2) + [BMim][MSO4] (3) a T = 298,15 K
S
0,940 0,060 0,042 0,030 0,50 11,35 0,879 0,121 0,039 0,056 0,47 10,46 0,815 0,185 0,038 0,082 0,44 9,53 0,749 0,251 0,036 0,105 0,42 8,67 0,684 0,316 0,035 0,126 0,40 7,89 0,620 0,380 0,033 0,145 0,38 7,18 0,504 0,496 0,030 0,177 0,36 6,05 0,375 0,625 0,026 0,213 0,34 4,97 0,257 0,743 0,021 0,246 0,33 4,15 0,135 0,865 0,013 0,288 0,33 3,40
a) b)
Figura 5.2.1.7. a) Coeficiente de distribución y b) selectividad con respecto a x2
I del sistema ciclohexano
(1) + benceno (2) + [BMim][MSO4] (3) a T = 298,15 K; (●) Experimental, (□) modelo CA, (Δ) modelo C+A
I1x I
2x II1x II
2x
I1x I
2x II1x II
2x
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
coef
icie
nte
de d
istr
ibuc
ión
(
0,0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
1,2
1,4
I2x
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
sele
ctiv
idad
(S)
0
5
10
15
20
I2x
Capítulo 5
270
Figura 5.2.2.7. Diagrama ternario del ELL del sistema ciclohexano (1) + benceno (2) + [BMim][MSO4]
(3) a T = 298,15 K, (•─•): datos experimentales;(□- - -□): datos calculados con el modelo CA; (Δ ̶ ̶ ̶ Δ): datos calculados con el modelo C+A
[BMim][MSO4]0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0
Benceno
0,0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1,0
Ciclohexano
0,0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1,0
Predicción del proceso de extracción
271
Tabla 5.2.2.8. Datos calculados con el modelo CA para el ELL del sistema ciclooctano (1) + benceno (2) + [BMim][MSO4] (3) a T = 298,15 K
S
0,964 0,035 0,074 0,042 1,18 15,47 0,926 0,074 0,074 0,085 1,15 14,44 0,874 0,125 0,074 0,139 1,11 13,14 0,830 0,169 0,074 0,181 1,08 12,11 0,735 0,264 0,074 0,267 1,01 10,05 0,634 0,364 0,074 0,347 0,95 8,15 0,522 0,474 0,075 0,429 0,91 6,34 0,400 0,592 0,075 0,514 0,87 4,64 0,094 0,628 0,094 0,628 1,00 1,00
Tabla 5.2.3.8. Datos calculados con el modelo C+A para el ELL del sistema ciclooctano (1) + benceno (2) + [BMim][MSO4] (3) a T = 298,15 K
S
0,948 0,052 0,020 0,026 0,51 23,77 0,893 0,107 0,019 0,052 0,48 22,32 0,819 0,181 0,018 0,082 0,46 20,29 0,759 0,241 0,018 0,105 0,43 18,70 0,630 0,370 0,016 0,147 0,40 15,54 0,507 0,493 0,015 0,184 0,37 12,75 0,384 0,616 0,013 0,217 0,35 10,30 0,265 0,735 0,011 0,249 0,34 8,20 0,150 0,850 0,008 0,285 0,33 6,40
a) b)
Figura 5.2.1.8. a) Coeficiente de distribución y b) selectividad con respecto a x2
I del sistema ciclooctano
(1) + benceno (2) + [BMim][MSO4] (3) a T = 298,15 K; (●) Experimental, (□) modelo CA, (Δ) modelo C+A
I1x I
2x II1x II
2x
I1x I
2x II1x II
2x
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
coef
icie
nte
de d
istr
ibuc
ión
(
0,0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
1,2
1,4
I2x
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
sele
ctiv
idad
(S)
0
10
20
30
40
50
60
I2x
Capítulo 5
272
Figura 5.2.2.8. Diagrama ternario del ELL del sistema ciclooctano (1) + benceno (2) + [BMim][MSO4]
(3) a T = 298,15 K, (•─•): datos experimentales;(□- - -□): datos calculados con el modelo CA; (Δ ̶ ̶ ̶ Δ): datos calculados con el modelo C+A
[BMim][MSO4]0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0
Benceno
0,0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1,0
Ciclooctano
0,0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1,0
Predicción del proceso de extracción
273
Tabla 5.2.2.9. Datos calculados con el modelo CA para el ELL del sistema metilciclohexano (1) + benceno (2) + [BMim][MSO4] (3) a T = 298,15 K
S
0,956 0,043 0,094 0,052 1,20 12,17 0,917 0,083 0,094 0,096 1,16 11,32 0,872 0,127 0,094 0,142 1,12 10,42 0,828 0,171 0,093 0,185 1,08 9,60 0,781 0,218 0,093 0,228 1,05 8,77 0,733 0,265 0,093 0,268 1,01 8,00 0,633 0,365 0,092 0,348 0,95 6,52 0,518 0,477 0,092 0,430 0,90 5,07 0,386 0,604 0,091 0,523 0,87 3,67
Tabla 5.2.3.9. Datos calculados con el modelo C+A para el ELL del sistema metilciclohexano (1) + benceno (2) + [BMim][MSO4] (3) a T = 298,15 K
S
0,936 0,064 0,027 0,032 0,51 0,51 0,879 0,121 0,025 0,058 0,48 0,48 0,815 0,185 0,024 0,084 0,45 0,45 0,754 0,246 0,023 0,106 0,43 0,43 0,690 0,310 0,023 0,128 0,41 0,41 0,628 0,371 0,022 0,148 0,40 0,40 0,506 0,494 0,020 0,183 0,37 0,37 0,382 0,618 0,017 0,217 0,35 0,35 0,257 0,743 0,014 0,251 0,34 0,34
a) b)
Figura 5.2.1.9. a) Coeficiente de distribución y b) selectividad con respecto a x2
I del sistema metilciclohexano (1) + benceno (2) + [BMim][MSO4] (3) a T = 298,15 K; (●) Experimental, (□) modelo
CA, (Δ) modelo C+A
I1x I
2x II1x II
2x
I1x I
2x II1x II
2x
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
coef
icie
nte
de d
istr
ibuc
ión
(
0,0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
1,2
1,4
I2x
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
sele
ctiv
idad
(S)
0
10
20
30
40
I2x
Capítulo 5
274
Figura 5.2.2.9. Diagrama ternario del ELL del sistema metilcilohexano (1) + benceno (2) + [BMim][MSO4] (3) a T = 298,15 K, (•─•): datos experimentales;(□- - -□): datos calculados con el
modelo CA; (Δ ̶ ̶ ̶Δ): datos calculados con el modelo C+A
[BMim][MSO4]0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0
Benceno
0,0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1,0
Metilciclohexano
0,0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1,0
Predicción del proceso de extracción
275
Tabla 5.2.2.10. Datos calculados con el modelo CA para el ELL del sistema hexano (1) + tolueno (2) + [BMim][MSO4] (3) a T = 298,15 K
S
0,897 0,103 0,085 0,073 0,71 7,42 0,840 0,159 0,084 0,109 0,69 6,87 0,789 0,210 0,083 0,142 0,67 6,39 0,735 0,263 0,082 0,174 0,66 5,94 0,676 0,322 0,080 0,208 0,65 5,46 0,617 0,380 0,078 0,242 0,64 5,02 0,548 0,448 0,076 0,280 0,63 4,53 0,436 0,558 0,071 0,345 0,62 3,81 0,303 0,686 0,062 0,428 0,62 3,04
Tabla 5.2.3.10. Datos calculados con el modelo C+A para el ELL del sistema hexano (1) + tolueno (2) + [BMim][MSO4] (3) a T = 298,15 K
S
0,862 0,138 0,021 0,033 0,24 9,93 0,790 0,210 0,020 0,048 0,23 9,18 0,726 0,274 0,019 0,060 0,22 8,59 0,662 0,338 0,018 0,072 0,21 8,02 0,593 0,407 0,016 0,083 0,20 7,45 0,527 0,473 0,015 0,094 0,20 6,94 0,455 0,545 0,014 0,108 0,20 6,32 0,343 0,657 0,012 0,128 0,19 5,54 0,223 0,777 0,009 0,150 0,19 4,79
a) b)
Figura 5.2.1.10. a) Coeficiente de distribución y b) selectividad con respecto a x2
I del sistema hexano (1)
+ tolueno (2) + [BMim][MSO4] (3) a T = 298,15 K; (●) Experimental, (□) modelo CA, (Δ) modelo C+A
I1x I
2x II1x II
2x
I1x I
2x II1x II
2x
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
coef
icie
nte
de d
istr
ibuc
ión
(
0,0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
I2x
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
sele
ctiv
idad
(S)
0
5
10
15
20
25
I2x
Capítulo 5
276
Figura 5.2.2.10. Diagrama ternario del ELL del sistema hexano (1) + tolueno (2) + [BMim][MSO4] (3) a
T = 298,15 K, (•─•): datos experimentales;(□- - -□): datos calculados con el modelo CA; (Δ ̶ ̶ ̶ Δ): datos calculados con el modelo C+A
[BMim][MSO4]0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0
Tolueno
0,0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1,0
Hexano
0,0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1,0
Predicción del proceso de extracción
277
Tabla 5.2.2.11. Datos calculados con el modelo CA para el ELL del sistema hexano (1) + etilbenceno (2) + [BMim][MSO4] (3) a T = 298,15 K
S
0,936 0,064 0,085 0,031 0,50 5,45 0,879 0,120 0,083 0,058 0,48 5,11 0,828 0,172 0,081 0,082 0,48 4,83 0,770 0,229 0,079 0,107 0,47 4,54 0,773 0,226 0,079 0,105 0,47 4,56 0,653 0,345 0,074 0,157 0,45 4,00 0,526 0,470 0,067 0,210 0,45 3,50 0,394 0,599 0,058 0,268 0,45 3,03 0,249 0,740 0,045 0,341 0,46 2,57 0,105 0,876 0,024 0,430 0,49 2,15
Tabla 5.2.3.11. Datos calculados con el modelo C+A para el ELL del sistema hexano (1) + etilbenceno (2) + [BMim][MSO4] (3) a T = 298,15 K
S
0,920 0,080 0,023 0,013 0,16 6,36 0,851 0,149 0,021 0,022 0,15 6,00 0,789 0,211 0,020 0,030 0,14 5,68 0,723 0,277 0,018 0,038 0,14 5,36 0,727 0,273 0,019 0,038 0,14 5,38 0,593 0,407 0,016 0,052 0,13 4,80 0,461 0,539 0,013 0,065 0,12 4,30 0,332 0,668 0,010 0,077 0,12 3,87 0,200 0,800 0,007 0,093 0,12 3,46
a) b)
Figura 5.2.1.11. a) Coeficiente de distribución y b) selectividad con respecto a x2
I del sistema hexano (1)
+ etilbenceno (2) + [BMim][MSO4] (3) a T = 298,15 K; (●) Experimental, (□) modelo CA, (Δ) modelo C+A
I1x I
2x II1x II
2x
I1x I
2x II1x II
2x
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
coef
icie
nte
de d
istr
ibuc
ión
(
0,0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
I2x
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
sele
ctiv
idad
(S)
0
2
4
6
8
10
12
I2x
Capítulo 5
278
Figura 5.2.2.11. Diagrama ternario del ELL del sistema hexano (1) + etilbenceno (2) + [BMim][MSO4]
(3) a T = 298,15 K, (•─•): datos experimentales;(□- - -□): datos calculados con el modelo CA; (Δ ̶ ̶ ̶ Δ): datos calculados con el modelo C+A
[BMim][MSO4]0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0
Etilbenceno
0,0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1,0
Hexano
0,0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1,0
Predicción del proceso de extracción
279
Tabla 5.2.2.12. Datos calculados con el modelo C+A para el ELL del sistema hexano (1) + benceno (2) + [BMim][NTf2] (3) a T = 298,15 K
S
0,855 0,144 0,062 0,108 0,75 10,41 0,802 0,196 0,063 0,146 0,74 9,41 0,743 0,255 0,066 0,189 0,74 8,35 0,701 0,297 0,067 0,218 0,74 7,68 0,641 0,356 0,070 0,262 0,73 6,74 0,546 0,449 0,075 0,334 0,74 5,39 0,444 0,547 0,086 0,426 0,78 4,02 0,357 0,621 0,159 0,595 0,96 2,15 0,200 0,731 0,156 0,707 0,97 1,24 0,137 0,775 0,116 0,749 0,97 1,14
a) b)
Figura 5.2.1.12. a) Coeficiente de distribución y b) selectividad con respecto a x2
I del sistema hexano (1) + benceno (2) + [BMim][NTf2] (3) a T = 298,15 K; (●) Experimental, (Δ) modelo C+A
Figura 5.2.2.12. Diagrama ternario del ELL del sistema hexano (1) + benceno (2) + [BMim][NTf2] (3) a T = 298,15 K, (•─•): datos experimentales; (Δ ̶ ̶ ̶Δ): datos calculados con el modelo C+A
I1x I
2x II1x II
2x
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
coef
icie
nte
de d
istr
ibuc
ión
(
0,0
0,5
1,0
1,5
2,0
I2x
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
sele
ctiv
idad
(S)
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
I2x
[BMim][NTf2]0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0
Benceno
0,0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1,0
Hexano
0,0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1,0
Capítulo 5
280
Tabla 5.2.2.13. Datos calculados con el modelo C+A para el ELL del sistema hexano (1) + benceno (2) + [PMim][NTf2] (3) a T = 298,15 K
S
0,933 0,066 0,039 0,042 0,64 15,25 0,870 0,130 0,040 0,081 0,63 13,59 0,799 0,200 0,042 0,124 0,62 11,90 0,737 0,261 0,043 0,161 0,61 10,56 0,660 0,338 0,045 0,207 0,61 9,03 0,569 0,428 0,047 0,262 0,61 7,42 0,522 0,474 0,049 0,293 0,62 6,65 0,431 0,562 0,052 0,357 0,64 5,29 0,357 0,634 0,057 0,424 0,67 4,22 0,286 0,698 0,070 0,524 0,75 3,07 0,160 0,773 0,119 0,733 0,95 1,28
a) b)
Figura 5.2.1.13. a) Coeficiente de distribución y b) selectividad con respecto a x2
I del sistema hexano (1) + benceno (2) + [PMim][NTf2] (3) a T = 298,15 K; (●) Experimental, (Δ) modelo C+A
Figura 5.2.2.13. Diagrama ternario del ELL del sistema hexano (1) + benceno (2) + [PMim][NTf2] (3) a T = 298,15 K, (•─•): datos experimentales; (Δ ̶ ̶ ̶Δ): datos calculados con el modelo C+A
I1x I
2x II1x II
2x
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
coef
icie
nte
de d
istr
ibuc
ión
(
0,0
0,5
1,0
1,5
2,0
I2x
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
sele
ctiv
idad
(S)
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
I2x
[PMim][NTf2]0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0
Benceno
0,0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1,0
Hexano
0,0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1,0
Predicción del proceso de extracción
281
Tabla 5.2.4. Desviación de la composición σx de los sistemas ternarios estudiados con COSMO-RS
Benceno Tolueno Etilbenceno CA C+A CA C+A CA C+A
[Ep
y][E
SO4]
Hexano 4,006 3,189
Heptano 3,835 2,247
Octano 4,378 2,512
Nonano 4,538 2,558
Ciclohexano 4,772 3,018
Ciclooctano 4,978 2,394
Metilciclohexano 4,871 2,707
[BM
im][
MS
O4]
Hexano 5,445 4,695 5,604 2,825 6,048 1,470
Heptano 5,963 1,494 6,000 2,632
Octano 5,437 3,945 5,965 2,815
Nonano 5,573 3,927 5,074 2,194
Ciclohexano 6,831 4,187 6,938 5,555 6,818 1,479
Ciclooctano 6,436 3,958 5,855 2,932 5,907 1,514
Metilciclohexano 5,512 3,536 6,260 2,795 6,403 1,493
[BM
im][
NT
f 2]
Hexano NP 15,317 NP 5,954 NP 5,969
Heptano NP 5,376 NP 5,724 NP 5,775
Octano NP 5,214 NP 5,613 NP 6,086
Nonano NP 4,748 NP 3,094 NP 6,470
Ciclohexano NP 4,870 NP 5,083 NP 4,720
Ciclooctano NP 5,700 NP 5,567 NP 5,030
Metilciclohexano NP 4,768 NP 5,301 NP 5,409
[PM
im][
NT
f 2]
Hexano NP 6,178 NP 6,603 NP 14,500
Heptano NP 5,839 NP 6,566 NP 7,329
Octano NP 5,713 NP 6,317 NP 6,915
Nonano NP 5,646 NP 6,809 NP 6,916
Ciclohexano NP 5,108 NP 7,763 NP 6,520
Ciclooctano NP 5,963 NP 14,317 NP 6,436
Metilciclohexano NP 5,726 NP 6,393 NP 6,376
NP = No predice separación entre las fases.
Capítulo 5
282
Las Tablas 5.2.2.X. y 5.2.3.X. muestran los valores de composición de las fases
conjugadas en el equilibrio junto con los valores de S y calculados con el método COSMO-
RS. Las diferencias encontradas entre los valores de S y experimentales y calculados pueden
estar relacionadas con la sensibilidad de estos parámetros con respecto a la composición.
Además, se observa que con ambos modelos los valores predichos para la selectividad son
inferiores que los experimentales, mientras que los valores de predichos con el modelo CA
son mayores que los experimentales y los obtenidos con el modelo C+A son menores.
En las Figuras 5.2.1.X. se presentan las comparaciones de la variación de los valores de
S y con la composición de aromático en la fase ligera para los datos experimentales y los
calculados con el método COSMO-RS para los modelos CA y C+A. A partir de estas figuras se
puede deducir que el método COSMO-RS es capaz de predecir adecuadamente las tendencias
de S y obtenidas experimentalmente para todos los sistemas estudiados exceptuando los que
contienen los LI con el anión [NTf2]-, que presentan tendencias en el comportamiento de
diferentes.
Las Figuras 5.2.2.X. muestran las rectas de reparto experimentales y las calculadas por
el método COSMO-RS para los modelos CA y C+A, excepto para los sistemas que contienen el
LI con el anión [NTf2]-, de los cuales sólo se presentan las rectas de reparto obtenidas con el
modelo C+A, ya que como se ha comentado anteriormente el modelo CA no predice separación
de fases para estos sistemas. En estas figuras se puede observar que el modelo C+A predice
mejor el área de la región miscible que el modelo CA, aunque ambos modelos muestran una
ligera diferencia a la hora de predecir la pendiente de las rectas de reparto con respecto a las
experimentales. A medida que aumenta la composición de aromático en la fase ligera, las
diferencias observadas entre las pendientes de las rectas de reparto obtenidas
experimentalmente y las calculadas son mayores. Además, el método COSMO-RS predice
presencia de LI en la fase ligera a altas composiciones de aromático, principalmente en los
sistemas que contienen LI con el anión [NTf2]-.
Predicción del proceso de extracción
283
Como se puede observar en la Tabla 5.2.4., las desviaciones obtenidas con el modelo
CA son mayores que las obtenidas con el modelo C+A para todos los sistemas estudiados. Es
importante remarcar que, según las desviaciones obtenidas con el método COSMO-RS, cuanto
mayor es la región miscible del sistema ternario, el método COSMO-RS predice peor el
comportamiento del ELL.
5.2.1. Análisis de los resultados
En este apartado se lleva a cabo una evaluación cualitativa de la predicción del
comportamiento de los ELL hidrocarburo alifático (1) + hidrocarburo aromático (2) + LI (3)
con el método COSMO-RS, con el objetivo de comprobar si este método es adecuado para la
selección a priori de un LI para la extracción de hidrocarburos aromáticos de hidrocarburos
alifáticos. De los 2 modelos utilizados en este trabajo, el análisis se realizará con los resultados
obtenidos con el modelo C+A por ser con el que se obtienen mejores resultados.
Para dicho análisis, se estudia la influencia de una serie de factores, tales como la
temperatura, la longitud de la cadena del hidrocarburo alifático, la presencia de grupos metilo
y etilo en el hidrocarburo aromático y la estructura del anión y la longitud de la cadena del
catión del LI, en los valores de la selectividad y del coeficiente de distribución. En la Tabla
5.2.1.1. se resumen los diferentes sistemas y factores estudiados. En las Figuras 5.2.1.1.1.-
5.2.1.1.5. se presenta la comparación de la influencia de los diferentes factores en los datos
experimentales con los datos predichos por el método COSMO–RS modelo C+A. En la Tabla
5.2.1.1. se resumen los diferentes sistemas y factores estudiados con el método COSMO-RS.
Capítulo 5
284
Tabla 5.2.1.1. Factores estudiados que influyen en el ELL
Factores Sistemas estudiados Numero de
sistema
Influencia de la temperatura alcano + benceno + [Epy][ESO4] a las T = 283,15 y 298,15 K
1 y 2
Influencia del hidrocarburo alifático
Aumento de la cadena lineal hexano/ heptano/ octano/ nonano 3, 4, 5, 6
Aumento de la cadena ciclíca ciclohexano / ciclooctano 7 y 8
Aumento de un sustituyente en la cadena ciclíca
ciclohexano / metilciclohexano 7 y 9
Influencia del hidrocarburo aromático
benceno / tolueno / etilbenceno 3, 10 y 11
Influencia del líquido iónico [Epy][ESO4] / [BMim][MSO4]
[BMim][NTf2] / [PMim][NTf2]
3, 12 y 13
Predicción del proceso de extracción
285
Influencia de la temperatura
a) b)
c) d)
Figura 5.2.1.1.1. a) y c) Datos experimentales y b) y d) datos calculados con el método COSMO-RS
para el modelo C+A de y S selectividad respectivamente, respecto I2x del sistema hexano (1) +
benceno (2) + [Epy][ESO4] (3) a (●) 298,15 K; (○) 283,15 K
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
coef
icie
nte
de d
istr
ibuc
ión
(
0,0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
I2x
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
coef
icie
nte
de d
istr
ibuc
ión
(
0,0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
I2x
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
sele
ctiv
idad
(S)
0
20
40
60
80
100
I2x
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
sele
ctiv
idad
(S)
0
20
40
60
80
100
I2x
Capítulo 5
286
Influencia del hidrocarburo alifático de cadena lineal
a) b)
c) d)
Figura 5.2.1.1.2. a) y c) Datos experimentales y b) y d) datos calculados con el método COSMO-RS
para el modelo C+A de y S selectividad respectivamente, respecto I2x del sistema alcano (1) +
benceno (2) + [BMim][MSO4] (3) a la T = 298,15 K; (●) hexano, (■) heptano, (▲) octano, (♦) nonano
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
coef
icie
nte
de d
istr
ibuc
ión
(
0,0
0,2
0,4
0,6
0,8
I2x
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0co
efic
ient
e de
dis
trib
ució
n (
0,0
0,2
0,4
0,6
0,8
I2x
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
sele
ctiv
idad
(S)
0
50
100
150
200
250
I2x
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
sele
ctiv
idad
(S)
0
50
100
150
200
250
I2x
Predicción del proceso de extracción
287
Influencia del hidrocarburo alifático de cadena cíclica
a) b)
c) d)
Figura 5.2.1.1.3. a) y c) Datos experimentales y b) y d) datos calculados con el método COSMO-RS
para el modelo C+A de y S selectividad respectivamente, respecto I2x del sistema cicloalcano (1) +
benceno (2) + [BMim][MSO4] (3) a la T = 298,15 K; (●) ciclohexano ; (■) metilciclohexano; (▲) ciclooctano
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
coef
icie
nte
de d
istr
ibuc
ión
(
0,0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
I2x
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
coef
icie
nte
de d
istr
ibuc
ión
(
0,0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
I2x
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
sele
ctiv
idad
(S)
0
10
20
30
40
50
60
I2x
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
sele
ctiv
idad
(S)
0
10
20
30
40
50
60
I2x
Capítulo 5
288
Influencia del hidrocarburo aromático
a) b)
c) d)
Figura 5.2.1.1.4. a) y c) Datos experimentales y b) y d) datos calculados con el método COSMO-RS
para el modelo C+A de y S selectividad respectivamente, respecto I2x del sistema hexano (1) +
hidrocarburo aromático (2) + [BMim][MSO4] (3) a la T = 298,15 K; (●) benceno, (■) tolueno, (▲) etilbenceno
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
coef
icie
nte
de d
istr
ibuc
ión
()
0,0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
I2x
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0co
efic
ient
e de
dis
trib
ució
n (
0,0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
I2x
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
sele
ctiv
idad
(S)
0
10
20
30
40
50
I2x
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
sele
ctiv
idad
(S)
0
10
20
30
40
50
I2x
Predicción del proceso de extracción
289
Influencia del líquido iónico
a) b)
c) d)
Figura 5.2.1.1.5. a) y c) Datos experimentales y b) y d) datos calculados con el método COSMO-RS
para el modelo C+A de y S selectividad respectivamente, respecto I2x del sistema hexano (1) +
benceno (2) + LI (3) a la T = 298,15 K; (●) [Epy][ESO4], (■) [BMim][MSO4], (▲) [BMim][NTf2], (♦) [PMim][NTf2]
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
coef
icie
nte
de d
istr
ibuc
ión
()
0,0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
1,2
1,4
1,6
1,8
I2x
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
coef
icie
nte
de d
istr
ibuc
ión
(
0,0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
1,2
1,4
1,6
1,8
I2x
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
sele
ctiv
idad
(S)
0
20
40
60
80
I2x
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
sele
ctiv
idad
(S)
0
20
40
60
80
I2x
Capítulo 5
290
La Figura 5.2.1.1. muestra la variación del coeficiente de distribución y de la
selectividad del sistema hexano (1) + benceno (2) + [Epy][ESO4] (3) a las temperaturas de
298,15 y 283,15 K para los datos experimentales (a) y (c) y los calculados con el método
COSMO-RS modelo C+A (b) y (d). En esta figura se observa que el método COSMO-RS
reproduce adecuadamente el efecto de la temperatura en los valores S y de la mezcla hexano
(1) + benceno (2) + [Epy][ESO4] (3).
En la Figura 5.2.1.2. se muestran las tendencias de S y obtenidas experimentalmente
y las predichas con el método COSMO-RS modelo C+A al aumentar la longitud de la cadena
del hidrocarburo alifático. Los valores experimentales de no varían significativamente al
aumentar el hidrocarburo alifático a altas concentraciones de hidrocarburo aromático en la
fase ligera, aunque sí varían a bajas concentraciones de I2x , mientras que el método COSMO-
RS no predice variación de los valores de . El método COSMO-RS predice satisfactoriamente
el aumento de los valores de S al aumentar el número de carbonos del hidrocarburo alifático.
La comparación de la variación de los valores de S y al modificar el hidrocarburo
alifático de cadena cíclica se representan en la Figura 5.2.1.3. La tendencia de los valores de S
y obtenidos con el método COSMO-RS al variar la estructura del hidrocarburo alifático de
cadena cíclica es similar a la comentada anteriormente para el aumento de la longitud del
hidrocarburo alifático de cadena lineal.
Los valores de selectividad y coeficiente de distribución disminuyen con la presencia
de sustituyentes en el compuesto aromático; los grupos metilo y etilo en el anillo bencénico
reducen la capacidad de extracción del compuesto aromático. Como se puede observar en la
Figura 5.2.1.4 el método COSMO-RS modelo C+A refleja adecuadamente la influencia de la
estructura del hidrocarburo aromático en el comportamiento de los sistemas.
La Figura 5.2.1.5. presenta tanto los datos experimentales como los predichos para los
valores de S y de los sistemas hexano (1) + benceno (2) + LI (3) a T = 298,15 K. Como
podemos observar en esta figura, aunque el método COSMO-RS no predice la variación de la
Predicción del proceso de extracción
291
concentración de hidrocarburo aromático en la fase ligera para los valores de en los
sistemas que contienen LI con el anión [NTf2]-, sí predice esta variación en los sistemas con los
LI con aniones sulfato. Por otra parte, la predicción de la influencia de la estructura de los
diferentes LI investigados en este trabajo en el coeficiente de distribución y la selectividad es
satisfactoria.
Es importante remarcar que el método COSMO-RS modelo C+A no predice mayor
influencia del anión del LI que de la longitud de la cadena alquílica del catión en los valores de
selectividad.
5.3. Conclusiones
En este capítulo se ha evaluado la capacidad de predicción del método COSMO-RS del
comportamiento de los sistemas hidrocarburo alifático (2) + hidrocarburo aromático (2)+ LI
(3). Para ello se han utilizado dos modelos diferentes: el modelo CA, que describe el LI como
un par iónico neutro, y el modelo C+A, que describe el LI como una mezcla de iones.
A partir de los resultados presentados en este capítulo, se puede concluir que con el
modelo C+A se obtienen mejores resultados de predicción tanto para el área de la región
miscible como para la pendiente de las rectas de reparto. Es más, el modelo CA no predice
separación de fases en los sistemas que contienen LI con el anión [NTf2]-.
La evaluación cuantitativa del método de predicción se ha determinado a partir de las
desviaciones cuadráticas medias de las composiciones en el equilibrio presentadas en la Tabla
5.2.1. A partir de los datos presentados en esta tabla se observa claramente que las
desviaciones obtenidas con el modelo CA son mayores que las obtenidas con el modelo C+A.
La influencia de factores como la temperatura, la estructura del hidrocarburo alifático,
del hidrocarburo aromático y del LI en la tendencia de los valores de S y para los sistemas
hidrocarburo alifático (1) + hidrocarburo aromático (2) + LI (3) es satisfactoriamente predicha
Capítulo 5
292
por el método COSMO-RS modelo C+A. Por lo tanto, se puede concluir que el método
COSMO-RS utilizado en este trabajo proporciona buenas aproximaciones para la selección a
priori del líquido iónico adecuado para la extracción de hidrocarburos aromáticos de
hidrocarburos alifáticos en ausencia de datos experimentales.
Conclusiones
295
6. RESUMEN Y CONCLUSIONES
En este capítulo se enumeran los principales apartados que se han tratado en este
trabajo, y a partir de los resultados experimentales y teóricos se presentan las conclusiones
más importantes.
Síntesis y caracterización de los líquidos iónicos
En este trabajo se han sintetizado dos de los cuatro LI utilizados, [Epy][ESO4] y
[BMim][MSO4], mientras que los LI [BMim][NTf2] y [PMim][NTf2] han sido suministrados por
Iolitec. Se han determinado experimentalmente la densidad, el índice de refracción, nD, y la
velocidad del sonido, u, de todos los LI en el rango de temperaturas comprendido entre 298,15
y 343,15 K y presión atmosférica.
Para el ajuste de la densidad y el índice de refracción se ha utilizado una ecuación
polinómica de primer orden, mientras que para el ajuste de la velocidad del sonido la ecuación
utilizada ha sido de segundo orden.
De acuerdo a los resultados experimentales se ha llegado a las siguientes conclusiones:
● La densidad decrece linealmente cuando aumenta la temperatura en el rango de
temperaturas estudiado para todos los LI. Entre los LI que contienen el anión alquilsulfato, el LI
con catión piridinio presenta mayor densidad que el LI que contiene el catión imidazolio.
Capítulo 6
296
Al aumentar la longitud de la cadena alifática del catión del LI, la densidad disminuye,
y aumenta al cambiar el anión [NTf2]- por el anión [MSO4]-.
● El índice de refracción de todos los LI disminuye de forma lineal al aumentar la
temperatura. Al aumentar la longitud de la cadena alifática del catión del LI el índice de
refracción prácticamente no varía, pero sí aumenta de forma significativa al cambiar el anión
[NTf2]- por el anión [MSO4]-.
● Del mismo modo que ocurre con el índice de refracción, la velocidad del sonido de
los LI prácticamente no varía al aumentar la longitud de la cadena alquílica del catión y
aumenta de forma significativa al modificar el anión [NTf2]- por el anión [MSO4]-.
Equilibrio líquido-líquido
A partir de la determinación experimental de las curvas de solubilidad y de las rectas
de reparto se ha realizado el estudio del ELL de 75 sistemas ternarios hidrocarburo alifático (1)
+ hidrocarburo aromático (2) + líquido iónico (3). Estos sistemas se presentan en la Tabla 6.1.
Todos los equilibrios presentados en este trabajo se han determinado
experimentalmente a 298,15 K y presión atmosférica. Además, con el objetivo de estudiar la
influencia de la temperatura, también se ha estudiado el ELL de los sistemas alcano (1) +
benceno (2)+ [Epy][ESO4] (3) a T =283,15 K.
A partir de la composición de las fases en equilibrio se ha determinado la selectividad
y el coeficiente de distribución; la fiabilidad de estos datos ha sido confirmada mediante las
ecuaciones de Othmer-Tobias y Hand, y los datos del ELL han sido correlacionados con los
modelos termodinámicos NRTL y UNIQUAC.
Conclusiones
297
Tabla 6.1. Sistemas ternarios estudiados
Benceno Tolueno Etilbenceno
[Ep
y][E
SO4]
Hexano ■ Heptano ■ Octano ■ Nonano ■ Ciclohexano ■ Ciclooctano ■ Metilciclohexano ■ Ciclohexeno ■
[BM
im][
MS
O4]
Hexano ■ ■ ■ Heptano ■ ■ Octano ■ ■ Nonano ■ ■ Ciclohexano ■ ■ ■ Ciclooctano ■ ■ ■ Metilciclohexano ■ ■ ■ Ciclohexeno ■ ■ ■
[BM
im][
NT
f 2]
Hexano ■ ■ ■ Heptano ■ ■ ■ Octano ■ ■ ■ Nonano ■ ■ ■ Ciclohexano ■ ■ ■ Ciclooctano ■ ■ ■ Metilciclohexano ■ ■ ■
[PM
im][
NT
f 2]
Hexano ■ ■ ■ Heptano ■ ■ ■ Octano ■ ■ ■ Nonano ■ ■ ■ Ciclohexano ■ ■ ■ Ciclooctano ■ ■ ■ Metilciclohexano ■ ■ ■
■ Sistemas estudiados a T = 283,15 y 298,15 K
Las conclusiones más importantes obtenidas de la determinación experimental de los
ELL son las siguientes:
● Los hidrocarburos estudiados son parcialmente miscibles en los LI. La miscibilidad
del hidrocarburo alifático de cadena lineal en el LI disminuye a medida que aumenta la
longitud de la cadena. Tanto un aumento de la longitud de la cadena como la presencia de
radicales en el hidrocarburo cíclico tienen un efecto negativo en la miscibilidad, mientras que
la presencia de un doble enlace en el hidrocarburo cíclico aumenta la miscibilidad en los LI.
Por otra parte, los grupos metilo y etilo en el anillo bencénico reducen la miscibilidad del
Capítulo 6
298
hidrocarburo aromático en el LI. En general, los hidrocarburos aromáticos presentan valores
de solubilidad en el LI mucho mayores que los hidrocarburos alifáticos, lo que permite la
extracción de los compuestos aromáticos con elevada pureza. Los valores de solubilidad de un
mismo hidrocarburo en los diferentes líquidos iónicos, disminuyen al disminuir la cadena
alifática del catión y al variar el anión [NTf2]- por el anión [MSO4]-.
● Los valores de selectividad son mayores que la unidad para todos los sistemas
estudiados. A partir de los resultados obtenidos, se puede concluir que, un incremento en la
masa molar del hidrocarburo disminuye los valores de selectividad. En un mismo sistema con
diferentes LI el orden creciente que siguen los valores de selectividad es [BMim][NTf2] <
[PMim][NTf2] < [BMim][MSO4] < [Epy][ESO4]. Los valores de son menores que la unidad
para los sistemas que contienen los LI [Epy][ESO4] y [BMim][MSO4], y mayores que la unidad o
próximos a ella, sobre todo a valores de composiciones altas de , para los sistemas que
contienen los LI con el anión [NTf2]-. En general, los valores del coeficiente de distribución
presentan comportamientos opuestos a la selectividad, es decir, valores de selectividad
elevados están asociados a coeficientes de distribución bajos.
● En general, los valores de S y disminuyen a medida que aumenta la composición
del hidrocarburo aromático en la fase ligera. Sin embargo, esta tendencia no se cumple para
los coeficientes de distribución en algunos de los sistemas con los LI [Epy][ESO4] y
[BMim][MSO4], donde este parámetro oscila en torno a un valor fijo.
● Las rectas de reparto para los sistemas con los LI [Epy][ESO4] y [BMim][MSO4]
presentan pendientes negativas en todo el diagrama triangular, mientras que los sistemas con
los LI que contienen el anión [NTf2]- presentan un cambio en la pendiente de positivo a
negativo, mostrando un comportamiento solutrópico.
●Los modelos NRTL y UNIQUAC correlacionan satisfactoriamente los datos
experimentales, si bien el modelo NRTL presenta menores desviaciones que el modelo
UNIQUAC en la mayoría de los sistemas.
Conclusiones
299
Análisis del ELL
En este trabajo se ha analizado la influencia de una serie de factores tales como: la
temperatura, la presencia de un sustituyente en el hidrocarburo aromático, la longitud de la
cadena y la presencia de un sustituyente o un doble enlace en el hidrocarburos alifático, y la
longitud de la cadena alquílica del catión, la estructura del catión y del anión de los diferentes
líquidos iónicos, en los valores de selectividad y de coeficiente de distribución.
Además se presenta la comparación de nuestros datos experimentales con los
publicados por otros autores para sistemas que contengan líquidos iónicos con el mismo
catión y anión que los estudiados en este trabajo y la comparación de estos sistemas
empleando como disolvente el sulfolano.
De los resultados obtenidos en dicho análisis se pueden extraer las siguientes
conclusiones:
● La temperatura no parece ser un factor determinante en el ELL de este tipo de
sistemas, ya que los valores de S y no sufren cambios significativos con un aumento de la
temperatura.
● Los valores de disminuyen a medida que aumenta la longitud de la cadena lineal
del alcano, en el orden: hexano >heptano > octano >nonano y los valores de S presentan la
tendencia contraria, es decir, Snonano > Soctano > Sheptano > Shexano.
● El aumento de la longitud de la cadena y la adición de un grupo metilo en el
hidrocarburo alifático de cadena cíclica, tienen un efecto positivo en la extracción, ya que
conlleva un aumento tanto de los valores del coeficiente de distribución como de los de la
selectividad. Sin embargo, la presencia del doble enlace en la cadena cíclica del hidrocarburo
alifático tiene un efecto negativo en la extracción, ya que los valores de selectividad como del
coeficiente de distribución disminuyen.
Capítulo 6
300
● La presencia de sustituyentes en el compuesto aromático tiene un efecto negativo en
la extracción de hidrocarburos aromáticos de hidrocarburos alifáticos.
● Los coeficientes de distribución aumentan al aumentar la longitud de la cadena
alquílica del catión del LI para todos los sistemas estudiados y en cambio, la selectividad
disminuye.
● Los valores del coeficiente de distribución obtenidos para los sistemas que contienen
el LI con el anión [NTf2]- son mayores que con el anión [MSO4]-, mientras que los valores de
selectividad presentan una tendencia inversa. Se han encontrado grandes diferencias entre los
valores de S y de de los LI que contienen los aniones [MSO4]- y [NTf2]-, probablemente
debido a la baja polaridad, al gran volumen y a la dispersión de carga del anión [NTf2]-.
● Los valores del coeficientes de distribución son mayores para el sulfolano que para
prácticamente todos los sistemas estudiados en este trabajo; en cambio, los valores de
selectividad obtenidos en casi todos los sistemas son mayores que los obtenidos por diferentes
autores utilizando como disolvente el sulfolano, exceptuando los LI que contienen el anión
[NTf2]-, que sólo presentan selectividades mayores a composiciones de I2w mayores de 0,5.
El hecho de que los LI estudiados en este trabajo presenten coeficientes de distribución
menores que el sulfolano podría indicar que los LI utilizados en este trabajo no son los más
adecuados para la separación de las mezclas hidrocarburo alifático + hidrocarburo aromático,
ya que sería necesaria una cantidad relativamente alta de LI para llevar a cabo la extracción.
De todas formas no hay absolutamente ninguna duda de que las propiedades únicas de los LI
como pueden ser, su elevada estabilidad térmica y una volatilidad despreciable y que los LI
presentados en esta memoria son fáciles de sintetizar y recuperar, los LI presentados en esta
memoria pueden ser futuros candidatos para la sustitución de los disolventes orgánicos
utilizados hasta el momento en los procesos de extracción de las mezclas hidrocarburo
alifático + hidrocarburo aromático.
Conclusiones
301
Predicción de los datos del ELL con el método COSMO-RS
En este trabajo se ha utilizado el método COSMO-RS para predecir los datos del
equilibrio líquido-líquido de los sistemas ternarios {hidrocarburo alifático (1) + hidrocarburo
aromático (2) + LI (3)} determinados experimentalmente en este trabajo.
En el método COSMO-RS los LI pueden ser descritos como un solo compuesto modelo
denominado CA o como una mezcla de iones modelo denominado C+A. En este trabajo se
utilizaron ambos modelos para la descripción del ELL.
A la vista de los resultados obtenidos se deduce que:
● Con el modelo C+A se obtienen mejores resultados de predicción tanto para el área
de la región miscible como para la pendiente de las rectas de reparto. Es más, el modelo CA no
predice separación de fases en los sistemas que contienen LI con el anión [NTf2]-.
● La influencia de factores como la temperatura, la estructura del hidrocarburo
alifático, del hidrocarburos aromático y del LI en la tendencia de los valores de S y para los
siStemas hidrocarburos alifático (1) + hidrocarburo aromático (2) + LI (3) es satisfactoriamente
predicha por el método COSMO-RS modelo C+A. Por lo tanto, el método COSMO-RS se puede
utilizar para la selección a priori del líquido iónico más adecuado para la extracción de
hidrocarburos aromáticos de hidrocarburos alifáticos en ausencia de datos experimentales.
Bibliografía
305
BIBLIOGRAFÍA
A Abrams, D. S.; Prausnitz, J. M. AIChE J. 1975, 21, 116-128.
Andreatta, A. E.; Arce, A.; Rodil, E.; Soto, A. J. Solution. Chem. 2010, 39, 371-383.
Arce, A.; Earle, M. J.; Rodríguez, H.; Seddon, K. R. Green Chem. 2007, 9, 70-74.
Arce, A.; Earle, M. J.; Rodríguez, H.; Seddon, K. R. J. Phys. Chem. B. 2007, 111, 4732-
4736.
Arce, A.; Earle, M. J.; Rodríguez, H.; Seddon, K. R.; Soto, A. Green Chem. 2009, 11, 365-
372.
Arce, A.; Marchiaro, A.; Rodríguez, O.; Soto, A. AIChE J. 2006, 52, 2089-2097.
Arce, A.; Pobudkowska, A.; Rodríguez, O.; Soto, A. Chem. Eng. J. 2007, 133, 213-218.
Arce, A.; Rodríguez, O.; Soto, A. Ind. Eng. Chem. Res. 2004, 43, 8323-8327.
Arce, A.; Rodríguez, O.; Soto, A. J. Chem. Eng. Data 2004, 49, 514-517.
Aznar, M. Braz. J. Chem. Eng. 2007, 24, 143-149.
Bibliografía
306
B Banerjee, T.; Sahoo, R.K.; Rath, S.S. Ind. Eng. Chem. Res. 2007, 46, 1292-1304.
Banerjee, T.; Singh, M.K.; Khanna. Ind. Eng. Chem. Res. 2006, 45, 3207-3219.
Bondi, A. Physical Properties of Molecular Crystals, Liquids and Glasses: Wiley:
New York, 1968.
C Calvar, N.; Domínguez, I.; Gómez, E.; Domínguez, A. J. Chem. Eng. 2011, 175,
213-221.
Cassol, C.; Umpierre, A.; Ebeling, G.; Ferrera, B.; Chiaro, S.; Dupont, J., Int. J.
Mol. Sci. 2007, 7, 593-605.
Chen, J.; Duan, L-P.; Mi, J-G.; Fei, W-Y.; Li, Z-C. Fluid Phase Equilibr. 2000,
173, 109-119.
Chen, J.; Li, Z.; Duan, L. J. Chem. Eng. Data 2000, 45, 689-692.
Chevalier, J. L. E.; Pei, P. J.; Gaston-Bonhomme, Y. H. J. Chem. Eng. Data 1990,
35, 206-212.
Corderí, S.; Calvar, N.; Gomez, E.; Dominguez, A. Fluid Phase Equilibr. 2012,
315, 46-52.
D De Cominges, B. E.; Piñeiro, M. M.; Mosteiro, L.; Mascato, E.; Mato, M. M.;
Iglesias, T. P.; Legido, J. L. J. Therm. Anal. Cal. 2002, 70, 217-227.
Deetlefs, M.; Hardacre, C.; Nieuwenhuyzen, M. J. Phys. Chem. B. 2006, 110,
12055-12061.
Diedenhfen, M; Klamt, A. Fluid Phase Equilibr. 2010, 294, 31-38.
Domanska, U.; Pobudkowska, A.; Zolek-Tryznowska, Z. J. Chem. Eng. Data
2007, 52, 2345-2349.
Bibliografía
307
Dong, K.; Zhang, S.; Wang, D. J. Phys. Chem. A 2006, 110, 9775-9782.
E Esperança, J. M. S. S.; Visak, Z. P.; Plechkova, N. V.; Seddon, K. R.; Guedes, H. J.
R.; Rebelo, L. P. N. J. Chem.Eng. Data 2006, 51, 2009-2015.
F Fathizadeh, M.; Nikazar, M. J. Chem. Eng. Jpn. 2009, 42, 241-247.
Fernández, A.; Torrecilla, J.S.; García, J.; Rodríguez, F. J. Chem. Eng. Data 2007,
52, 1979.
Ferreira, A. R; Freire, M.G; Ribeiro, J.C; Lopes, F.M; Crespo, J.G; Coutinho, J. A. P.
Ind. Eng. Chem. Res. 2012. DOI: 10.1021/ie2025322.
G García, J.; Fernández, A.; Torrecilla, J. S.; Olier, M.; Rodríguez, F. J. Chem. Eng.
Data 2010, 55, 258-261.
García, J.; Fernández, A.; Torrecilla, J. S.; Oliet, M.; Rodríguez, F. Fluid Phase
Equilibr. 2009, 282, 117-120.
García, J; García, S; Larriba, M; Torrecilla, J. S; Rodríguez, F. Chem.
Eng.Transsactions. 2011, 24, 805-810.
García, S.; Larriba, M.; García, J., Torrecilla, J.S.;Rodríguez, F. J. Chem. Eng. Data
2011, 56, 113-118.
García, J.; García, S., Torrecilla, J.S.;Rodríguez, F. Fluid Phase Equilibr. 2011,
301, 62-66.
Gomes de Azevedo, R.; Esperança, J.M.S.S.; Szydlowski, J.; Visak, Z.P.; Pires, P.F.;
Guedes, H.J.R.; Rebelo, L.P.N. J. Chem. Thermodyn. 2005, 37, 888-899.
Gómez, E.; González, B.; Calvar, N.; Tojo, E.; Domínguez, A. J. Chem. Eng. Data
2006, 51, 2096-2102.
Bibliografía
308
González, B.; Domínguez, I.; González, E. J.; Domínguez, A. J. Chem. Eng. Data
2010, 55, 1003-1011.
González, B.;González, E. J.;Domínguez, I.;Dmínguez, A. Phys. Chem. Liq. 2010,
514-533.
González, E. J.; Calvar, N.; Canosa, J.; Domínguez, A. J. Chem. Eng. Data 2010,
55, 2289-2293.
González, E. J.; Calvar, N.; González, B.; Domínguez, A. J. Chem. Thermodyn.
2010, 42, 752-757.
González, E. J.; Calvar, N.; Gómez, E.; Domínguez, A. J. Chem. Thermodyn.
2010, 42, 104-109.
González, E. J.; Calvar, N.; González, B.; Domínguez, A. Fluid Phase Equilibr.
2010, 291, 59-65
González, E. J.; Calvar, N.; González, B.; Domínguez, A. J. Chem. Thermodyn.
2009, 41, 1215-1221.
González, E. J.; Domínguez, I.; González, B.; Canosa, J. Fluid Phase Equilibr.
2010, 296, 213-218.
Grensemann, H.; Gmehling, J. Ind. Eng. Chem. Res. 2005, 44, 1610-1624.
Guggenheim, E. A. Mixtures. Clanderon Press, Oxford. 1952.
H Hand, D. B. J. Phys. Chem. 1930, 1961-2000.
Hanke, C.G.; Johansson, A.; Harper, J.B.; Lynden-Bell, R.M. Chem. Phys. Lett.
2003, 374, 85-90.
Hansmeier, A. R.; Ionic Liquid as Alternative Solvents for Aromatics. University
of Eindhoven. 2010.
Hardacre, C.; Holbrey, J.D.; Nieuwenhuyzen, M. Acc. Chem. Res. 2007, 40,
1146-1155.
Bibliografía
309
Harper, J.B.; Lynden-Bell, R.M. Mol. Phys. 2004, 102, 85-94.
Holbrey, J. D.; Reichert, W. M.; Nieuwenhuyzen, M.; Sheppard, O.; Hardacre,
C.; Rogers, R. D. Chem. Commun. 2003, 476-477.
Hombourger T.; Gouzien L.; Mikitenko P.; Bonfils P. ed. JWauqier, 359-456.
Paris: Ed. Technip, 2000.
Huddleston, J. G.; Willauer, H. D.; Swatloski, R. P.; Visser, A. E.; Rogers, R. D.
Chem. Commun. 1998, 1765-1766.
J Jork, C.; Seiler, M.; Beste, Y. J. Chem. Eng. Data 2004, 49, 852-857.
Jacquemin, J.; Husson, P.; Mayer,V.; Cibulka, I. J. Chem. Eng. Data 2007, 52,
2204-2211.
K Katarzynski, D.; Pithan, F.; Staudt, C. Sep. Sci. Technol. 2008, 43, 50-70.
Kato, R; Gmehling, J. Fluid Phase Equilibr. 2005, 231, 38-43.
Klamt, A; Schüürmann, G. J.Chem. Soc., Perkin Trans. II. 1993, 799–805.
Klamt, A. J. Phys. Chem. 1995, 99, 2224-2235.
Klamt, A.; Eckert, F. Fluid Phase Equilibr. 2000, 172, 43-72.
Klamt, A.; Jonas, V.; Bürger, T. J. Phys. Chem. A 1998, 102, 5074-5085.
L Lachwa, J.; Bento, I.; Duarte, M. Chem. Commun. 2006, 2445-2447.
Lee, S.; Kim, H. J. Chem. Eng. Data 1995, 40, 499-503.
Letcher, T. M.; Deenadayalu, N.; Soko, B.; Ramjugernath, D.; Naicker, P. K. J.
Chem. Eng. Data 2003, 48, 904-907.
Letcher, T. M.; Reddy, P. J. Chem. Thermodyn. 2005, 37, 415-421.
Lewandowski, A.; Swiderska-Mocek, A. J. Power Sources 2009, 194, 601-609.
Bibliografía
310
Lin, S.-T.; Sandler, S.I. Ind. Eng. Chem. Res. 2002, 41, 899-913.
Lin, W-C.; Tsai, T-H.; Lin, T-Y.; Yang, C-H. J. Chem. Eng. Data 2008, 53, 760-
764.
Lu, Y.; Yang, X.; Luo, G. J. Chem. Eng. Data 2010, 55, 510-512.
M Maduro, R. M.; Aznar, M. Fluid Phase Equilibr. 2008, 265, 129-138.
Mandal, M. K.; Bhattacharya, P. K. Separ. Purif. Tech. 2008, 61, 332-340.
Mantz, R.A.; Trulove, P.C. Viscosity and Density of Ionic Liquids. In Ionic
Liquids in Synthesis, Wasscherscheid, P.; Welton, T.; Eds; Wiley-VCH:
Weinheim, 2008, 72-87.
Marciniak, A. Fluid Phase Equilibr. 2010, 294, 213–233.
Meindersma, G. W.; Hansmeier, A. R; de Haan, A. B. Ind. Eng. Chem. Res. 2010,
49, 7530-7540.
Meindersma, G. W.; Podt, A. J. G.; de Haan, A. B. Fluid Phase Equilibr. 2006,
247, 158-168.
Meindersma, G. W.; Podt, A.; Hann, A. B. J. Chem. Eng. Data 2006, 51, 1814-
1819.
Meindersma, G.W.; de Haan, A.B. Chem .Eng. Res. Des. 2008, 86, 745-752.
Meindersma, G.W.; Podt, A.J.G; de Haan, Fuel Process. Technol. 2005, 87, 59-
70.
N Navia, P.; Troncoso, J.; Romani, L. J. Chem. Eng. Data 2007, 52, 1369.
Nieto de Castro, C.A.; Langa, E.;. Morais, A. L.; Matos Lopes, M. L.; Lourenço, M.
J.V.; Santos, F. J.V. M.; Santos, S. C.S.; Canongia Lopes, J. N.; Veiga, H. I.M.;
Macatrão, M.; Esperança, J. M.S.S.; Marques, C. S.; Rebelo, L. P.N.; Afonso C.
A.M. Fluid Phase Equilibr. 2012, 315, 46-52.
Bibliografía
311
O Olivier, H. J. Mol. Catal. A: Chem. 1999, 146, 285-289.
Olivier-Bourbigoe, H.; Vallee, C. Catalysis in Non-aqueous Ionic Liquids; Ionic
Liquids: Non-Innocent Solvents. In: Multiphase Homogeneous Catalysis,
Cornils, B.; Hermann, W.A.; Horvath, I.T. et.al., Eds., Wiley-VCH: Weinheim,
2005, 415-418.
Olivier-Bourbigou, H.; Magna, L.; Morvan, D. Appl. Catal. Gen. 2010, 373, 1-
56.
Othmer, D. F.; Tobias, P. E. Ind. Eng. Chem. 1942, 34, 693-696.
P Palomar, J; Torrecilla, J. S; Ferro, V. R; Rodríguez, F. Ind. Eng. Chem. Res. 2008,
47, 4523-4532.
Pereira, S. M.; Rivas, M. A.; Real, J. N.; Legido, J. L.; Iglesias, T. P. J. Chem. Eng.
Data 2002, 47, 919-922.
Pereiro, A. B.; Rodríguez, A. AIChE J. 2010, 56, 381-386.
Pereiro, A. B.; Rodríguez, A. Chem. Eng. J. 2009, 153, 80-85.
Pereiro, A. B.; Rodríguez, A. Ind. Eng. Chem. Res. 2009, 48, 1579-1585.
Pereiro, A. B.; Rodríguez, A. Separ. Purif. Tech. 2008, 62, 733-738.
Pereiro, A. B.;Verdía, P.; Tojo, E.; Rodríguez, A. J. Chem. Eng. Data 2007, 52,
377-380.
Postigo, M.; Canzonieri, S.; Mariano, A. J. Mol. Liq. 2008, 143, 115-118.
R Redlich, O.; Kister, A. T. Ind. Eng. Chem. 1948, 40, 345-348.
Renon, H.; Prausnitz, J. M. AIChE J. 1968, 14, 135-144
Revelli, A-L.; Mutelet, F.; Jaubert, J-N. J. Phys. Chem. B. 2010, 114, 4600-4608.
Bibliografía
312
Riddick, J. A.; Bunger, W. B.; Sakano, T. K. Organic Solvents: Physical
properties and methods of purification, 4th ed.,Willey: New York, 1986.
Rogers, R.D.; Seddon, K.R.; Eds. American Chemical Society: Washington DC,
2005, 126-132.
Romero, A. Rev. R. Acad. Cienc. Exact. Fís. Nat. 2008, 102, 79-90.
S Santiago, R. S.; Santos, G. R.; Aznar, M. Fluid Phase Equilibr. 2009, 278, 54-61.
Santiago, R. S.; Santos, G. R.; Aznar, M. Fluid Phase Equilibr. 2010, 293, 66-72
Scott, R. L. J. Chem. Phys. 1956, 25, 193-205.
Selvan, M. S.; McKinley, M.; Dubois, R.; Atwood, J. L. J. Chem. Eng. Data 2000,
45, 841-845.
Seoane, R. G.; Gómez, E.; González, E. J.; Dominguez, A. J. Chem. Thermodyn.
2012, 47, 402-407.
Smitha, B.; Suhanya, D.; Sridhar, S.; Ramakrishna. J. Membr. Sci. 2004, 241, 1-
21.
Sørensen, J. M.; Magnussen, T.; Rasmussen, P.; Fredeslund, A. Fluid Phase
Equilibr. 1979, 2, 297-309.
Spiteri, W. L.; Letcher, T. M. Thermochim. Acta 1982, 59, 73-80.
T Takahashi, A.; Yang, F. H.; Yang, R. T. Ind. Eng. Chem. Res. 2000, 39, 3856-
3867.
Tempel, D.; Henderson, P.B.; Brzozowski, J. US 2006/0060817 A1, 2006.
V Van Laar, J. J. Z. Phys. Chem. 1910, 72, 723-751.
Bibliografía
313
W Wang, R.; Wang, J.; Meng, H.; Li, C.; Wang, Z. J. Chem. Eng. Data 2008, 53,
1159-1162.
Wang, Y. Sol. Energy. Mater. Sol. Cells 2009, 93, 1167-1175.
Watson, E. P.; McLure, I. A.; Bennett, J. E.; Benson, G. C. J. Phys. Chem. 1965,
69, 2753-2758.
Wauquier, J. P. Separation Processes, Éditions Technip: Paris, 2000.
Weyershausen, B.; Lehmann, K. Green Chem. 2005, 7, 15-19.
Wilson, G. M. Amer. Chem. Soc. 1964, 86, 127-130.
Z Zhang, J.; Huang, C.; Chen, B.; Ren, P.; Lei, Z. Energy Fuels 2007, 21, 1724-
1730.
Zhou, F.; Liang, Y.; Liu, W. Chem. Soc. Rev. 2009, 38, 2590-2599.
Zhou, T; Wang, Z; Ye, Y; Chen, L; Xu, J; Qi, Z. Ind. Eng. Chem. Res. 2012, 51,
5559-5564.
Zhu, J.; Chen, J.; Li, C.; Fei, W. Fluid Phase Equilibr. 2006, 247, 102-106.
Enlaces web http://www.cosmologic.de/index.php?cosId=4201&crId=4
Anexo
317
A.1. Espectros de H-RMN de los líquidos iónicos
RMN-1H (CDCl3, 400 MHz, ppm) δ: 9.24 (d, 2H, J=5.5Hz, H-2 y H-6), 8.48 (tt, 1H, J=1.2Hz, J=7.9Hz, H-4), 8.09 (dt, 2H, J=1.5Hz, J=7.1Hz, H-3 y H-5), 4.82 (c, 2H, J=7.3Hz, N-CH2 ó SO4CH2), 4.05 (c, 2H, J=7.1Hz, N-CH2 ó SO4CH2), 1.66 (t, 3H, J=7.3Hz, N-CH2CH3 ó SO4CH2CH3), 1.24 (t, 3H, J=7.1Hz, N-CH2CH3 ó SO4CH2CH3). Figura A.1.1. H-RMN del líquido iónico etilsulfato de 1-etilpiridinio, [Epy][ESO4]
Anexo
318
RMN-1H (CDCl3, 400 MHz, ppm) δ: 9.31 (s, 1H, H-2), 7.49 (t, 1H, J=1.6Hz, H-4 ó H-5), 7.41 (t, 1H, J=1.7Hz, H-4 ó H-5), 4.18 (t, 2H, J=7.4Hz, N-CH2), 3.95 (s, 3H, N-CH3), 3.65 (s, 3H, SO4CH3) 1.81 (m, 2H, N-CH2CH2), 1.30 (m, 2H, N-(CH2)2CH2), 0.88 (t, 3H, J=7.4Hz, N-(CH2)3CH3). Figura A.1.2. H-RMN del líquido iónico metilsulfato de 1-butil-3-metilimidazolio, [BMim][MSO4]
Anexo
319
RMN-1H (CDCl3, 400 MHz, ppm) δ: 8.72 (s, 1H, H-2), 7.30 (td, 2H, J=1.8Hz, J=3.9Hz, H-4 y H-5), 4.16 (t, 2H, J=7.5Hz, N-CH2), 3.93 (s, 1H, N-CH3), 1.84 (m, 2H, N-CH2CH2), 1.35 (m, 2H, N-(CH2)2CH2), 0.95 (t, 3H, J=7.4Hz, N-(CH2)3CH3). Figura A.1.3. H-RMN del líquido iónico bis{trifluorometilsulfonil}amida de 1-butil-3-metilimidazolio, [BMim][NTF2]
Anexo
320
RMN-1H (CDCl3, 400 MHz, ppm) δ: 8.59 (s, 1H, H-2), 7.36 (s, 1H, H-4 ó H-5), 7.34 (s, 1H, H-4 ó H-5), 4.11 (t, 2H, J=7.5Hz, N-CH2), 3.89 (s, 3H, N-CH3), 1.90 (m, 2H, N-CH2CH2), 0.95 (t, 3H, J=7.3Hz, N-(CH2)2CH3). Figura A.1.4. H-RMN del líquido iónico bis{trifluorometilsulfonil}amida de 1-metil-3-propilimidazolio, [PMim][NTf2]
Anexo
321
A.2. Puntos de validación de los sistemas ternarios estudiados
Tabla A.2.1. Puntos de validación de los sistemas ternarios alcano (1) + benceno (2) + [Epy][ESO4] (3) a T = 283,15 y 298,15 K
ρ/(g·cm-3)
hexano (1) + benceno (2) + [Epy][ESO4] (3)
T = 283,15 K
0,006 0,051 1,25243 0,006 0,051 0,004 0,173 1,23216 0,004 0,171 0,002 0,255 1,21455 0,002 0,261
T = 298,15 K
0,009 0,053 1,24210 0,007 0,053 0,005 0,173 1,22099 0,007 0,173 0,002 0,292 1,19759 0,002 0,290
heptano (1) + benceno (2) + [Epy][ESO4] (3)
T = 283,15 K
0,003 0,081 1,24799 0,004 0,079 0,003 0,181 1,22984 0,003 0,181 0,003 0,278 1,21065 0,002 0,278
T = 298,15 K 0,007 0,075 1,23782 0,006 0,075 0,006 0,178 1,21975 0,004 0,182 0,004 0,263 1,20326 0,002 0,268
octano (1) + benceno (2) + [Epy][ESO4] (3)
T = 283,15 K
0,003 0,080 1,24836 0,003 0,078 0,001 0,193 1,22832 0,002 0,192 0,002 0,288 1,20891 0,001 0,288
T = 298,15 K
0,003 0,081 1,23898 0,003 0,079 0,001 0,187 1,22013 0,002 0,186 0,000 0,290 1,19923 0,001 0,289
nonano (1) + benceno (2) + [Epy][ESO4] (3)
T = 283,15 K
0,004 0,082 1,24905 0,003 0,081 0,002 0,195 1,22792 0,002 0,195 0,001 0,288 1,20900 0,001 0,286
T = 298,15 K
0,003 0,080 1,23920 0,002 0,078 0,000 0,183 1,22146 0,001 0,181 0,001 0,195 1,21873 0,001 0,193
Anexo
322
Tabla A.2.2. Puntos de validación de los sistemas ternarios cicloalcano (1) + benceno (2) + [Epy][ESO4] (3) a T = 298,15 K
ρ/(g·cm-3)
ciclohexano (1) + benceno (2) + [Epy][ESO4] (3)
0,015 0,078 1,23578 0,015 0,077 0,011 0,194 1,21547 0,009 0,196 0,004 0,289 1,19668 0,004 0,296
ciclooctano (1) + benceno (2) + [Epy][ESO4] (3)
0,008 0,078 1,23747 0,008 0,077 0,005 0,181 1,21954 0,005 0,182 0,003 0,283 1,19930 0,002 0,286
metilciclohexano (1) + benceno (2) + [Epy][ESO4] (3)
0,008 0,082 1,23654 0,008 0,082 0,005 0,188 1,21818 0,005 0,187 0,003 0,292 1,19748 0,003 0,290
ciclohexeno (1) + benceno (2) + [Epy][ESO4] (3)
0,040 0,078 1,23072 0,039 0,079 0,025 0,178 1,21311 0,030 0,177 0,014 0,292 1,19610 0,014 0,294
Anexo
323
Tabla A.2.3. Puntos de validación de los sistemas ternarios hidrocarburo alifático (1) + benceno (2) + [BMim][MSO4] (3) a T = 298,15 K
ρ/(g·cm-3)
hexano (1) + benceno (2) + [BMim][MSO4] (3)
0,017 0,175 1,18377 0,016 0,179 0,014 0,383 1,14614 0,012 0,386 0,006 0,505 1,11973 0,005 0,502
heptano (1) + benceno (2) + [BMim][MSO4] (3)
0,012 0,081 1,19956 0,011 0,079 0,008 0,288 1,16675 0,009 0,291 0,008 0,415 1,14170 0,009 0,414
octano (1) + benceno (2) + [BMim][MSO4] (3)
0,007 0,126 1,19378 0,006 0,126 0,005 0,287 1,16789 0,005 0,292 0,005 0,386 1,14814 0,005 0,390
nonano (1) + benceno (2) [BMim][MSO4] (3)
0,004 0,178 1,18690 0,005 0,178 0,004 0,308 1,16450 0,004 0,312 0,003 0,472 1,12970 0,002 0,470
ciclohexano (1) + benceno (2) [BMim][MSO4] (3)
0,030 0,214 1,17488 0,030 0,216 0,027 0,318 1,15710 0,027 0,321 0,016 0,469 1,12810 0,015 0,464
ciclooctano (1) + benceno (2) [BMim][MSO4] (3)
0,012 0,083 1,19902 0,013 0,077 0,013 0,270 1,16894 0,014 0,273 0,010 0,411 1,14142 0,012 0,411
metilciclohexano (1) + benceno (2) + [BMim][MSO4] (3)
0,022 0,125 1,19109 0,018 0,127 0,020 0,281 1,16535 0,019 0,285 0,013 0,416 1,13925 0,014 0,415
ciclohexeno (1) + benceno (2) [BMim][MSO4] (3)
0,065 0,048 1,19693 0,067 0,040 0,045 0,311 1,15539 0,040 0,314 0,029 0,432 1,13371 0,021 0,435
Anexo
324
Tabla A.2.4. Puntos de validación de los sistemas ternarios hidrocarburo alifático (1) + tolueno (2) + [BMim][MSO4] (3) a T = 298,15 K
ρ/(g·cm-3)
hexano (1) + tolueno (2) + [BMim][MSO4] (3)
0,017 0,079 1,19664 0,014 0,080 0,012 0,179 1,17979 0,015 0,179 0,005 0,296 1,15765 0,004 0,299
heptano (1) + tolueno (2) + [BMim][MSO4] (3)
0,011 0,081 1,19685 0,010 0,081 0,008 0,179 1,18027 0,009 0,179 0,006 0,273 1,16340 0,005 0,272
octano (1) + tolueno (2) + [BMim][MSO4] (3)
0,005 0,079 1,19903 0,005 0,079 0,005 0,178 1,18244 0,005 0,174 0,004 0,275 1,16312 0,003 0,275
nonano (1) + tolueno (2) [BMim][MSO4] (3)
0,007 0,080 1,19923 0,005 0,077 0,006 0,175 1,18276 0,005 0,175 0,001 0,274 1,16389 0,003 0,271
ciclohexano (1) + tolueno (2) [BMim][MSO4] (3)
0,031 0,076 1,19460 0,032 0,073 0,025 0,173 1,17920 0,019 0,177 0,011 0,274 1,16183 0,009 0,274
ciclooctano (1) + tolueno (2) [BMim][MSO4] (3)
0,015 0,078 1,19734 0,015 0,076 0,010 0,176 1,18124 0,010 0,178 0,008 0,273 1,16247 0,005 0,276
metilciclohexano (1) + tolueno (2) + [BMim][MSO4] (3)
0,021 0,079 1,19637 0,019 0,076 0,014 0,175 1,18057 0,017 0,173 0,009 0,273 1,16246 0,008 0,273
ciclohexeno (1) + tolueno (2) [BMim][MSO4] (3)
0,055 0,076 1,19227 0,054 0,081 0,033 0,171 1,17991 0,031 0,170 0,011 0,272 1,16298 0,014 0,268
Anexo
325
Tabla A.2.5. Puntos de validación de los sistemas ternarios hidrocarburo alifático (1) + etilbenceno (2) + [BMim][MSO4] (3) a T = 298,15 K
ρ/(g·cm-3)
hexano (1) + etilbenceno (2) + [BMim][MSO4] (3)
0,018 0,039 1,20311 0,017 0,036 0,014 0,090 1,19393 0,012 0,090 0,006 0,152 1,18277 0,007 0,149
ciclohexano (1) + etilbenceno (2) [BMim][MSO4] (3)
0,037 0,039 1,19989 0,031 0,039 0,022 0,090 1,19221 0,022 0,090 0,012 0,148 1,18221 0,012 0,148
ciclooctano (1) + etilbenceno (2) [BMim][MSO4] (3)
0,020 0,040 1,20191 0,015 0,042 0,013 0,090 1,19355 0,012 0,092 0,003 0,171 1,17920 0,004 0,166
metilciclohexano (1) + etilbenceno (2) + [BMim][MSO4] (3)
0,021 0,039 1,20242 0,020 0,037 0,012 0,081 1,19511 0,014 0,082 0,009 0,159 1,18152 0,007 0,156
ciclohexeno (1) + etilbenceno (2) [BMim][MSO4] (3)
0,058 0,076 1,19756 0,057 0,039 0,038 0,171 1,19192 0,040 0,083 0,009 0,272 1,1806 0,009 0,165
Anexo
326
Tabla A.2.6. Puntos de validación de los sistemas ternarios hidrocarburo alifático (1) + benceno (2) + [BMim][NTf2] (3) a T = 298,15 K
ρ/(g·cm-3)
hexano (1) + benceno (2) + [BMim][NTf2] (3)
0,089 0,133 1,38000 0,087 0,133 0,079 0,412 1,30215 0,076 0,413 0,064 0,615 1,21494 0,058 0,617
heptano (1) + benceno (2) + [BMim][ NTf2] (3)
0,057 0,359 1,33108 0,054 0,361 0,051 0,542 1,26132 0,052 0,540 0,034 0,728 1,16451 0,035 0,725
octano (1) + benceno (2) + [BMim][NTf2] (3)
0,037 0,239 1,37225 0,038 0,242 0,040 0,412 1,32255 0,040 0,409 0,038 0,653 1,21158 0,033 0,654
nonano (1) + benceno (2) [BMim][NTf2] (3)
0,029 0,235 1,37821 0,022 0,236 0,031 0,467 1,30828 0,031 0,464 0,025 0,643 1,22654 0,025 0,643
ciclohexano (1) + benceno (2) [BMim][NTf2] (3)
0,137 0,158 1,36447 0,144 0,159 0,118 0,497 1,25488 0,113 0,499 0,053 0,710 1,16124 0,053 0,716
ciclooctano (1) + benceno (2) [BMim][NTf2] (3)
0,068 0,133 1,38999 0,067 0,128 0,058 0,418 1,31515 0,062 0,411 0,030 0,728 1,17062 0,026 0,731
metilciclohexano (1) + benceno (2) + [BMim][NTf2] (3)
0,105 0,137 1,37813 0,107 0,138 0,106 0,390 1,30488 0,112 0,384 0,043 0,729 1,15821 0,045 0,727
Anexo
327
Tabla A.2.7. Puntos de validación de los sistemas ternarios hidrocarburo alifático (1) + tolueno (2) + [BMim][NTf2] (3) a T = 298,15 K
ρ/(g·cm-3)
hexano (1) + tolueno (2) + [BMim][NTf2] (3)
0,095 0,131 1,37586 0,090 0,134 0,091 0,312 1,32393 0,085 0,309 0,055 0,574 1,21881 0,054 0,579
heptano (1) + tolueno (2) + [BMim][NTf2] (3)
0,058 0,136 1,38368 0,057 0,136 0,055 0,324 1,32948 0,056 0,324 0,046 0,491 1,26604 0,047 0,492
octano (1) + tolueno (2) + [BMim][NTf2] (3)
0,039 0,143 1,38945 0,038 0,140 0,042 0,329 1,33582 0,046 0,328 0,022 0,636 1,20203 0,018 0,641
nonano (1) + tolueno (2) + [BMim][NTf2] (3)
0,027 0,096 1,40302 0,024 0,100 0,027 0,371 1,32621 0,035 0,367 0,028 0,553 1,25080 0,025 0,552
ciclohexano (1) + tolueno (2) + [BMim][NTf2] (3)
0,157 0,123 1,36629 0,159 0,123 0,133 0,298 1,31606 0,138 0,295 0,073 0,506 1,24468 0,073 0,508
ciclooctano (1) + tolueno (2) + [BMim][NTf2] (3)
0,080 0,131 1,38287 0,073 0,132 0,072 0,326 1,32852 0,072 0,331 0,054 0,511 1,25889 0,054 0,515
metilciclohexano (1) + tolueno (2) + [BMim][NTf2] (3)
0,119 0,130 1,37315 0,122 0,128 0,114 0,302 1,32392 0,109 0,299 0,076 0,499 1,25550 0,071 0,497
Anexo
328
Tabla A.2.8. Puntos de validación de los sistemas ternarios hidrocarburo alifático (1) + etilbenceno (2) + [BMim][NTf2] (3) a T = 298,15 K
ρ/(g·cm-3)
hexano (1) + etilbenceno (2) + [BMim][NTf2] (3)
0,092 0,135 1,37161 0,087 0,133 0,078 0,318 1,31522 0,078 0,316 0,055 0,574 1,21881 0,054 0,579
heptano (1) + etilbenceno (2) + [BMim][NTf2] (3)
0,065 0,140 1,37759 0,066 0,136 0,056 0,331 1,31849 0,056 0,329 0,024 0,557 1,23484 0,023 0,553
octano (1) + etilbenceno (2) + [BMim][NTf2] (3)
0,039 0,149 1,38172 0,040 0,152 0,040 0,370 1,31118 0,036 0,366 0,014 0,558 1,23437 0,015 0,560
nonano (1) + etilbenceno (2) + [BMim][NTf2] (3)
0,019 0,145 1,39020 0,022 0,143 0,021 0,342 1,32880 0,020 0,339 0,008 0,575 1,23137 0,003 0,580
ciclohexano (1) + etilbenceno (2) + [BMim][ NTf2] (3)
0,151 0,150 1,35724 0,147 0,153 0,108 0,301 1,31141 0,110 0,304 0,050 0,512 1,24234 0,051 0,512
ciclooctano (1) + etilbenceno (2) + [BMim][NTf2] (3)
0,069 0,135 1,37860 0,064 0,140 0,056 0,328 1,32222 0,060 0,321 0,032 0,519 1,25197 0,032 0,516
metilciclohexano (1) + etilbenceno (2) + [BMim][NTf2] (3)
0,118 0,134 1,37201 0,121 0,134 0,091 0,315 1,31727 0,093 0,308 0,036 0,545 1,23569 0,031 0,545
Anexo
329
Tabla A.2.9. Puntos de validación de los sistemas ternarios hidrocarburo alifático (1) + benceno (2) + [PMim][NTf2] (3) a T = 298,15 K
ρ/(g·cm-3)
hexano (1) + benceno (2) + [PMim][NTf2] (3)
0,069 0,131 1,42156 0,075 0,135 0,057 0,417 1,33707 0,064 0,416 0,038 0,632 1,24173 0,038 0,632
heptano (1) + benceno (2) + [PMim][NTf2] (3)
0,052 0,131 1,42760 0,050 0,138 0,045 0,414 1,34741 0,045 0,413 0,032 0,621 1,25445 0,030 0,619
octano (1) + benceno (2) + [PMim][NTf2] (3)
0,035 0,138 1,43260 0,028 0,143 0,030 0,460 1,33317 0,035 0,462 0,008 0,652 1,25326 0,007 0,648
nonano (1) + benceno (2) + [PMim][NTf2] (3)
0,029 0,235 1,37821 0,022 0,236 0,031 0,467 1,30828 0,031 0,464 0,025 0,643 1,22654 0,025 0,643
ciclohexano (1) + benceno (2) + [PMim][NTf2] (3)
0,176 0,129 1,40207 0,181 0,128 0,147 0,385 1,31812 0,148 0,387 0,076 0,593 1,24595 0,080 0,585
ciclooctano (1) + benceno (2) + [PMim][NTf2] (3)
0,048 0,134 1,43098 0,054 0,131 0,056 0,422 1,34158 0,062 0,423 0,038 0,629 1,24526 0,038 0,633
metilciclohexano (1) + benceno (2) + [PMim][NTf2] (3)
0,086 0,137 1,41849 0,092 0,137 0,076 0,395 1,34079 0,080 0,393 0,053 0,626 1,23701 0,046 0,630
Anexo
330
Tabla A.2.10. Puntos de validación de los sistemas ternarios hidrocarburo alifático (1) + tolueno (2) + [PMim][NTf2] (3) a T = 298,15 K
ρ/(g·cm-3)
hexano (1) + tolueno (2) + [PMim][NTf2] (3)
0,066 0,135 1,41701 0,064 0,134 0,059 0,417 1,32323 0,062 0,411 0,040 0,547 1,26816 0,041 0,543
heptano (1) + tolueno (2) + [PMim][NTf2] (3)
0,047 0,133 1,42252 0,041 0,135 0,041 0,445 1,31569 0,043 0,446 0,020 0,614 1,23755 0,017 0,616
octano (1) + tolueno (2) + [PMim][NTf2] (3)
0,036 0,141 1,42628 0,033 0,145 0,027 0,374 1,35166 0,033 0,372 0,015 0,624 1,23752 0,012 0,621
nonano (1) + tolueno (2) + [PMim][NTf2] (3)
0,021 0,146 1,43160 0,026 0,144 0,035 0,382 1,35439 0,038 0,383 0,015 0,566 1,27282 0,017 0,568
ciclohexano (1) + tolueno (2) + [PMim][NTf2] (3)
0,166 0,174 1,40035 0,165 0,173 0,099 0,378 1,33559 0,107 0,374 0,084 0,445 1,30365 0,089 0,447
ciclooctano (1) + tolueno (2) + [PMim][NTf2] (3)
0,044 0,137 1,42315 0,043 0,139 0,056 0,327 1,36241 0,056 0,329 0,042 0,454 1,31388 0,045 0,455
metilciclohexano (1) + tolueno (2) + [PMim][NTf2] (3)
0,098 0,149 1,40907 0,093 0,154 0,066 0,368 1,33952 0,070 0,367 0,051 0,453 1,30581 0,055 0,452
Anexo
331
Tabla A.2.11. Puntos de validación de los sistemas ternarios hidrocarburo alifático (1) + etilbenceno (2) + [PMim][NTf2] (3) a T = 298,15 K
ρ/(g·cm-3)
hexano (1) + etilbenceno (2) + [PMim][NTf2] (3)
0,067 0,139 1,41054 0,071 0,138 0,062 0,263 1,37027 0,062 0,258 0,007 0,558 1,26406 0,005 0,556
heptano (1) + etilbenceno (2) + [PMim][NTf2] (3)
0,045 0,145 1,41656 0,044 0,146 0,040 0,364 1,34330 0,040 0,367 0,020 0,523 1,27942 0,015 0,525
octano (1) + etilbenceno (2) + [PMim][NTf2] (3)
0,034 0,147 1,42033 0,034 0,152 0,030 0,336 1,35654 0,025 0,340 0,005 0,560 1,26335 0,004 0,560
Nonano (1) + etilbenceno (2) [PMim][NTf2] (3)
0,022 0,129 1,43056 0,027 0,128 0,018 0,244 1,39417 0,024 0,240 0,013 0,430 1,31844 0,016 0,434
ciclohexano (1) + etilbenceno (2) [PMim][NTf2] (3)
0,107 0,072 1,42374 0,114 0,065 0,073 0,294 1,35310 0,072 0,297 0,031 0,490 1,28400 0,028 0,488
ciclooctano (1) + etilbenceno (2) [PMim][NTf2] (3)
0,048 0,143 1,41671 0,047 0,146 0,035 0,366 1,33941 0,035 0,363 0,016 0,500 1,28595 0,014 0,500
metilciclohexano (1) + etilbenceno (2) + [PMim][NTf2] (3)
0,090 0,111 1,41906 0,089 0,108 0,058 0,303 1,35548 0,057 0,306 0,021 0,501 1,28250 0,018 0,505
Anexo
332
A.3. Parámetros de ajuste y factor de correlación de las ecuaciones de Othmer-Tobias y Hand
Tabla A.3.1. Parámetros de ajuste y factor de correlación, R2, de las ecuaciones de Othmer-Tobias y Hand de los sistemas ternarios alcano (1) + benceno (2) + [Epy][ESO4] (3) a T = 283,15 y 298,15 K
Ecuación de Othmer-Tobias T/K a b R2
hexano (1) + benceno (2) + [EPy][ESO4] (3) 283,15 3,9815 1,6936 0,986 298,15 3,9549 1,6595 0,986
heptano (1) + benceno (2) + [EPy][ESO4] (3) 283,15 3,3744 1,4908 0,989 298,15 3,0404 1,3398 0,986
octano (1) + benceno (2) + [EPy][ESO4] (3) 283,15 2,9095 1,3440 0,984 298,15 3,7165 1,6348 0,984
nonano (1) + benceno (2) + [EPy][ESO4] (3) 283,15 4,1080 1,1785 0,957 298,15 3,2961 1,4912 0,984
Ecuación de Hand T/K c d R2
hexano (1) + benceno (2) + [EPy][ESO4] (3) 283,15 3,8139 1,6083 0,9829 298,15 3,7643 1,5605 0,9720
heptano (1) + benceno (2) [EPy][ESO4] (3) 283,15 3,1437 1,3843 0,985 298,15 3,3246 1,4676 0,991
octano (1) + benceno (2) + [Epy][ESO4] (3) 283,15 3,1416 1,4514 0,990 298,15 3,5687 1,5545 0,980
nonano (1) + benceno (2) + [EPy][ESO4] (3) 283,15 3,9801 1,1713 0,951 298,15 3,0765 1,3906 0,978
Anexo
333
Tabla A.3.2. Parámetros de ajuste y factor de correlación, R2, de las ecuaciones de Othmer-Tobias y Hand de los sistemas ternarios hidrocarburo cíclico (1) + benceno (2) + [Epy][ESO4] (3) a T = 298,15 K
Ecuación de Othmer-Tobias a b R2
ciclohexano (1) + benceno (2) + [Epy][ESO4] (3) 4,9027 1,9543 0,9758
ciclooctaano (1) + benceno (2) [Epy][ESO4] (3) 4,2926 1,7506 0,9722
metilciclohexano (1) + benceno (2) + [Epy][ESO4] (3)
4.4039 1.7626 0,9682
ciclohexeno (1) + benceno (2) + [Epy][ESO4] (3) 5,5483 2,2226 0,9815
Ecuación de Hand c d R2
ciclohexano (1) + benceno (2) + [Epy][ESO4] (3) 4,4116 1,7085 0,9653
ciclooctaano (1) + benceno (2) [Epy][ESO4] (3) 3,9579 1,5852 0,9638
metilciclohexano (1) + benceno (2) + [Epy][ESO4] (3)
4,0845 1,6032 0,9602
ciclohexeno (1) + benceno (2) + [Epy][ESO4] (3) 4,3268 1,5935 0,9650
Anexo
334
Tabla A.3.3. Parámetros de ajuste y factor de correlación, R2, de las ecuaciones de Othmer-Tobias y Hand de los sistemas ternarios hidrocarburo alifático (1) + benceno (2) + [BMim][MSO4] (3) a T = 298,15 K
Ecuación de Othmer-Tobias a b R2
hexano (1) + benceno (2) + [BMim][MSO4] (3)
3,5443 1,7819 0,9710
heptano (1) + benceno (2) + [BMim][MSO4] (3)
3,1668 1,6177 0,9608
octano (1) + benceno (2) + [BMim][MSO4] (3)
2,7400 1,4744 0,9724
nonano (1) + benceno (2) + [BMim][MSO4] (3)
2,6056 1,4409 0,9727
ciclohexano (1) + benceno (2) + [BMim][MSO4] (3)
3,5390 1,8084 0,9859
ciclooctaano (1) + benceno (2) + [BMim][MSO4] (3)
3,1450 1,6899 0,9870
metilciclohexano (1) + benceno (2) + [BMim][MSO4] (3)
3,0379 1,6374 0,9943
ciclohexeno (1) + benceno (2) + [BMim][MSO4] (3)
4,0465 2,1263 0,9869 Ecuación de Hand
c d R2
hexano (1) + benceno (2) + [BMim][MSO4] (3)
3,3768 1,6476 0,9663
heptano (1) + benceno (2) + [BMim][MSO4] (3)
2,9606 1,4841 0,9499
octano (1) + benceno (2) + [BMim][MSO4] (3)
2,5926 1,3825 0,9660
nonano (1) + benceno (2) + [BMim][MSO4] (3)
2,5171 1,3870 0,9685
ciclohexano (1) + benceno (2) + [BMim][MSO4] (3)
2,9519 1,4287 0,9671
ciclooctaano (1) + benceno (2) + [BMim][MSO4] (3)
2,8142 1,4754 0,9764
metilciclohexano (1) + benceno (2) + [BMim][MSO4] (3)
2,6098 1,3821 0,9833
ciclohexeno (1) + benceno (2) + [BMim][MSO4] (3)
3,2791 1,5675 0,9717
Anexo
335
Tabla A.3.4. Parámetros de ajuste y factor de correlación, R2, de las ecuaciones de Othmer-Tobias y Hand de los sistemas ternarios hidrocarburo alifático (1) + tolueno (2) + [BMim][MSO4] (3) a T = 298,15 K
a b R2 Ecuación de Othmer-Tobias
hexano (1) + tolueno (2) + [BMim][MSO4] (3)
4,7960 1,8538 0,9775
heptano (1) + tolueno (2) + [BMim][MSO4] (3)
4,6913 1,7591 0,9603
octano (1) + tolueno (2) + [BMim][MSO4] (3)
4,6692 1,8090 0,9513
nonano (1) + tolueno (2) + [BMim][MSO4] (3)
3,6446 1,4900 0,9870
ciclohexano (1) + tolueno (2) [BMim][MSO4] (3)
5,9848 2,3351 0,9698
ciclooctaano (1) + tolueno (2) + [BMim][MSO4] (3)
5,1299 2,0554 0,9661
metilciclohexano (1) + tolueno (2) + [BMim][MSO4] (3)
5,1537 2,002 0,9752
ciclohexeno (1) + tolueno (2) + [BMim][MSO4] (3)
7,5916 3,0385 0,9826 Ecuación de Hand
hexano (1) + tolueno (2) + [BMim][MSO4] (3)
4,3215 1,6203 0,9676
heptano (1) + tolueno (2) [BMim][MSO4] (3)
4,1537 1,5109 0,9451
octano (1) + tolueno (2) + [BMim][MSO4] (3)
4,5162 1,7197 0,9500
nonano (1) + tolueno (2) + [BMim][MSO4] (3)
3,3641 1,3611 0,9805
ciclohexano (1) + tolueno (2) [BMim][MSO4] (3)
4,9235 1,7981 0,9499
ciclooctaano (1) + tolueno (2) + [BMim][MSO4] (3)
4,1384 1,6054 0,9399
metilciclohexano (1) + tolueno (2) + [BMim][MSO4] (3)
4,2363 1,5658 0,9553
ciclohexeno (1) + tolueno (2) + [BMim][MSO4] (3)
5,5230 1,9884 0,9556
Anexo
336
Tabla A.3.5. Parámetros de ajuste y factor de correlación, R2, de las ecuaciones de Othmer-Tobias y Hand de los sistemas ternarios hidrocarburo alifático (1) + etilbenceno (2) + [BMim][MSO4] (3) a T = 298,15 K
a b R2 Ecuación de Othmer-Tobias
hexano (1) + etilbenceno (2) + [BMim][MSO4] (3)
7,7809 2,4048 0,9511
ciclohexano (1) + etilbenceno (2) + [BMim][MSO4] (3)
8,6984 2,7830 0,9570
ciclooctaano (1) + etilbenceno (2) + [BMim][MSO4] (3)
6,6305 2,1477 0,9606
metilciclohexano (1) + etilbenceno (2) + [BMim][MSO4] (3)
9,1896 2,8032 0,9629
ciclohexeno (1) + etilbenceno (2) + [BMim][MSO4] (3)
11,454 4,1152 0,9784 Ecuación de Hand
hexano (1) + etilbenceno (2) + [BMim][MSO4] (3)
6,2490 1,829 0,9230
ciclohexano (1) + etilbenceno (2) + [BMim][MSO4] (3)
6,3438 1,8510 0,9254
ciclooctaano (1) + etilbenceno (2) + [BMim][MSO4] (3)
5,2414 1,6033 0,9407
metilciclohexano (1) + etilbenceno (2) + [BMim][MSO4] (3)
6,5268 1,8707 0,9312
ciclohexeno (1) + etilbenceno (2) + [BMim][MSO4] (3)
7,1383 2,3051 0,9616
Anexo
337
Tabla A.3.6. Parámetros de ajuste y factor de correlación, R2, de las ecuaciones de Othmer-Tobias y Hand de los sistemas ternarios hidrocarburo alifático (1) + benceno (2) + [BMim][NTf2] (3) a T = 298,15 K
Ecuación de Othmer-Tobias a b R2
hexano (1) + benceno (2) + [BMim][NTf2] (3)
1,9670 1,6221 0,9835
heptano (1) + benceno (2) + [BMim][NTf2] (3)
1,7006 1,4749 0,9964
octano (1) + benceno (2) + [BMim][NTf2] (3)
1,6619 1,4481 0,9932
nonano (1) + benceno (2) + [BMim][NTf2] (3)
1,5466 1,3754 0,9898
ciclohexano (1) + benceno (2) [BMim][NTf2] (3)
2,2138 1,8618 0,9965
ciclooctaano (1) + benceno (2) + [BMim][NTf2] (3)
1,8783 1,6814 0,9882
metilciclohexano (1) + benceno (2) + [BMim][NTf2] (3)
1,9836 1,7723 0,9910 Ecuación de Hand
c d R2
hexano (1) + benceno (2) + [BMim][NTf2] (3)
1,8774 1,3887 0,9752
heptano (1) + benceno (2) [BMim][NTf2] (3)
1,4869 1,2197 0,9862
octano (1) + benceno (2) + [BMim][NTf2] (3)
1,5031 1,2462 0,9829
nonano (1) + benceno (2) + [BMim][NTf2] (3)
1,4578 1,2399 0,9841
ciclohexano (1) + benceno (2) [BMim][NTf2] (3)
1,6546 1,2460 0,9831
ciclooctaano (1) + benceno (2) + [BMim][NTf2] (3)
1,4514 1,7879 0,9845
metilciclohexano (1) + benceno (2) + [BMim][NTf2] (3)
1,7405 1,3331 0,9872
Anexo
338
Tabla A.3.7. Parámetros de ajuste y factor de correlación, R2, de las ecuaciones de Othmer-Tobias y Hand de los sistemas ternarios hidrocarburo alifático (1) + tolueno (2) + [BMim][NTf2] (3) a T = 298,15 K
Ecuación de Othmer-Tobias a b R2
hexano (1) + tolueno (2) + [BMim][NTf2] (3)
2,8677 1,7797 0,9386
heptano (1) + tolueno (2) + [BMim][NTf2] (3)
1,7918 1,6613 0,9910
octano (1) + tolueno (2) + [BMim][NTf2] (3)
2,5077 1,6070 0,9919
nonano (1) + tolueno (2) + [BMim][NTf2] (3)
1,6987 1,5780 0,9864
ciclohexano (1) + tolueno (2) [BMim][NTf2] (3)
3,3741 2,1979 0,9918
ciclooctaano (1) + tolueno (2) + [BMim][NTf2] (3)
2,7633 1,8562 0,9874
metilciclohexano (1) + tolueno (2) + [BMim][NTf2] (3)
2,8946 1,9606 0,9915 Ecuación de Hand
c d R2
hexano (1) + tolueno (2) + [BMim][NTf2] (3)
2,6571 1,4799 0,9393
heptano (1) + tolueno (2) [BMim][NTf2] (3)
1,6684 1,3785 0,9831
octano (1) + tolueno (2) + [BMim][NTf2] (3)
2,3542 1,4063 0,9874
nonano (1) + tolueno (2) + [BMim][NTf2] (3)
1,6292 1,3897 0,9825
ciclohexano (1) + tolueno (2) [BMim][NTf2] (3)
2,5694 1,3985 0,9719
ciclooctaano (1) + tolueno (2) + [BMim][NTf2] (3)
2,2684 1,3639 0,9741
metilciclohexano (1) + tolueno (2) + [BMim][NTf2] (3)
2,2359 1,3218 0,9857
Anexo
339
Tabla A.3.8. Parámetros de ajuste y factor de correlación, R2, de las ecuaciones de Othmer-Tobias y Hand de los sistemas ternarios hidrocarburo alifático (1) + etilbenceno (2) + [BMim][NTf2] (3) a T = 298,15 K
Ecuación de Othmer-Tobias a b R2
hexano (1) + etilbenceno (2) + [BMim][NTf2] (3)
2,9408 2,0266 0,9784
heptano (1) + etilbenceno (2) + [BMim][NTf2] (3)
3,7440 1,8790 0,9841
octano (1) + etilbenceno (2) + [BMim][NTf2] (3)
3,5860 1,7794 0,9782
nonano (1) + etilbenceno (2) + [BMim][NTf2] (3)
3,1541 1,6201 0,9885
ciclohexano (1) + etilbenceno (2) [BMim][NTf2] (3)
4,6698 2,4915 0,9932
ciclooctaano (1) + etilbenceno (2) + [BMim][NTf2] (3)
3,8043 1,9609 0,9860
metilciclohexano (1) + etilbenceno (2) + [BMim][NTf2] (3)
4,4673 2,4427 0,9903 Ecuación de Hand
c d R2
hexano (1) + etilbenceno (2) + [BMim][NTf2] (3)
3,2818 1,4658 0,9527
heptano (1) + etilbenceno (2) [BMim][NTf2] (3)
3,1292 1,4108 0,9637
octano (1) + etilbenceno (2) + [BMim][NTf2] (3)
3,0465 1,4320 0,9598
nonano (1) + etilbenceno (2) + [BMim][NTf2] (3)
2,7964 1,3949 0,9782
ciclohexano (1) + etilbenceno (2) [BMim][NTf2] (3)
3,5821 1,5637 0,9785
ciclooctaano (1) + etilbenceno (2) + [BMim][NTf2] (3)
3,1892 1,4629 0,9684
metilciclohexano (1) + etilbenceno (2) + [BMim][NTf2] (3)
3,4065 1,5710 0,9700
Anexo
340
Tabla A.3.10. Parámetros de ajuste y factor de correlación, R2, de las ecuaciones de Othmer-Tobias y Hand de los sistemas ternarios hidrocarburo alifático (1) + benceno (2) + [PMim][NTf2] (3) a T = 298,15 K
Ecuación de Othmer-Tobias a b R2
hexano (1) + benceno (2) + [PMim][NTf2] (3)
2,0807 1,5548 0,9110
heptano (1) + benceno (2) + [PMim][NTf2] (3)
2,0900 1,5425 0,9881
octano (1) + benceno (2) + [PMim][NTf2] (3)
1,8645 1,4268 0,9819
nonano (1) + benceno (2) + [PMim][NTf2] (3)
1,8686 1,5382 0,9954
ciclohexano (1) + benceno (2) [PMim][NTf2] (3)
2,5005 1,9290 0,9900
ciclooctaano (1) + benceno (2) + [PMim][NTf2] (3)
2,0742 1,7007 0,9920
metilciclohexano (1) + benceno (2) + [PMim][NTf2] (3)
2,2734 1,7856 0,9935 Ecuación de Hand
c d R2
hexano (1) + benceno (2) + [PMim][NTf2] (3)
1,7466 1,2183 0,9778
heptano (1) + benceno (2) [PMim][NTf2] (3)
1,8324 1,2769 0,9758
octano (1) + benceno (2) + [PMim][NTf2] (3)
1,7182 1,2586 0,9755
nonano (1) + benceno (2) + [PMim][NTf2] (3)
1,4670 1,2174 0,9877
ciclohexano (1) + benceno (2) [PMim][NTf2] (3)
2,0308 1,2729 0,9732
ciclooctaano (1) + benceno (2) + [PMim][NTf2] (3)
1,8524 1,3919 0,9816
metilciclohexano (1) + benceno (2) + [PMim][NTf2] (3)
1,9469 1,3667 0,9816
Anexo
341
Tabla A.3.11. Parámetros de ajuste y factor de correlación, R2, de las ecuaciones de Othmer-Tobias y Hand de los sistemas ternarios hidrocarburo alifático (1) + tolueno (2) + [PMim][NTf2] (3) a T = 298,15 K
Ecuación de Othmer-Tobias a b R2
hexano (1) + tolueno (2) + [PMim][NTf2] (3)
3,1840 1,7486 0,9798
heptano (1) + tolueno (2) + [PMim][NTf2] (3)
2,9958 1,6565 0,9805
octano (1) + tolueno (2) + [PMim][NTf2] (3)
2,8325 1,5866 0,9830
nonano (1) + tolueno (2) + [PMim][NTf2] (3)
2,6644 1,5885 0,9807
ciclohexano (1) + tolueno (2) [PMim][NTf2] (3)
4,0918 2,4833 0,9942
ciclooctaano (1) + tolueno (2) + [PMim][NTf2] (3)
2,8794 1,7079 0,9847
metilciclohexano (1) + tolueno (2) + [PMim][NTf2] (3)
3,5099 2,0745 0,9919 Ecuación de Hand
c d R2
hexano (1) + tolueno (2) + [PMim][NTf2] (3)
2,7938 1,3886 0,9635
heptano (1) + tolueno (2) [PMim][NTf2] (3)
2,7964 1,4393 0,9750
octano (1) + tolueno (2) + [PMim][NTf2] (3)
2,5906 1,3718 0,9734
nonano (1) + tolueno (2) + [PMim][NTf2] (3)
2,3944 1,3547 0,9699
ciclohexano (1) + tolueno (2) [PMim][NTf2] (3)
3,2024 1,6390 0,9775
ciclooctaano (1) + tolueno (2) + [PMim][NTf2] (3)
2,6218 1,4350 0,9781
metilciclohexano (1) + tolueno (2) + [PMim][NTf2] (3)
2,9108 1,5234 0,9778
Anexo
342
Tabla A.3.12. Parámetros de ajuste y factor de correlación, R2, de las ecuaciones de Othmer-Tobias y Hand de los sistemas ternarios hidrocarburo alifático (1) + etilbenceno (2) + [PMim][NTf2] (3) a T = 298,15 K
Ecuación de Othmer-Tobias a b R2
hexano (1) + etilbenceno (2) + [PMim][NTf2] (3)
4,6865 2,1253 0,9708
heptano (1) + etilbenceno (2) + [PMim][NTf2] (3)
4,1651 1,9017 0,9669
octano (1) + etilbenceno (2) + [PMim][NTf2] (3)
4,0716 1,8765 0,9803
nonano (1) + etilbenceno (2) + [PMim][NTf2] (3)
4,0629 1,8620 0,9717
ciclohexano (1) + etilbenceno (2) [PMim][NTf2] (3)
4,7363 2,2361 0,9833
ciclooctaano (1) + etilbenceno (2) + [PMim][NTf2] (3)
4,8402 2,1278 0,9818
metilciclohexano (1) + etilbenceno (2) + [PMim][NTf2] (3)
4,9344 2,3413 0,9904 Ecuación de Hand
c d R2
hexano (1) + etilbenceno (2) + [PMim][NTf2] (3)
4,0874 1,6733 0,9553
heptano (1) + etilbenceno (2) [PMim][NTf2] (3)
3,8774 1,6128 0,9589
octano (1) + etilbenceno (2) + [PMim][NTf2] (3)
3,5236 1,5221 0,9635
nonano (1) + etilbenceno (2) + [PMim][NTf2] (3)
3,7298 1,6194 0,9611
ciclohexano (1) + etilbenceno (2) [PMim][NTf2] (3)
3,8486 1,5977 0,9588
ciclooctaano (1) + etilbenceno (2) + [PMim][NTf2] (3)
4,0002 1,6123 0,9691
metilciclohexano (1) + etilbenceno (2) + [PMim][NTf2] (3)
3,6683 1,5051 0,9639
Anexo
343
A.4. Densidad en función de la fracción molar para los sistemas binarios ciclohexeno (1) + hidrocarburo aromático (2)
Tabla A.4.1. Densidad en función de la fracción molar para los sistemas ciclohexeno (1) + hidrocarburo aromático (2)
ciclohexeno (1) + benceno (2) ciclohexeno (1) + tolueno (2) ciclohexeno (1) + etilbenceno (2)
x1 /(g·cm-3) x1 /(g·cm-3) x1 /(g·cm-3)
0,050 0,869 0,040 0,860 0,035 0,860
0,092 0,866 0,083 0,857 0,073 0,858
0,195 0,857 0,170 0,851 0,151 0,853
0,295 0,850 0,264 0,845 0,238 0,847
0,401 0,842 0,358 0,840 0,326 0,842
0,499 0,835 0,455 0,834 0,420 0,836
0,593 0,829 0,552 0,828 0,520 0,830
0,696 0,823 0,654 0,823 0,668 0,822
0,795 0,817 0,761 0,817 0,748 0,818
0,891 0,812 0,867 0,8120 0,872 0,812
0,952 0,808 0,932 0,809 0,933 0,809