Evaluación y correlación de propiedades termofísicas de líquidos iónicos puros y sus mezclas binarias

Abstract

In this work, densities, dinamyc viscosities and speed of sound of pure and binary mixtures of ionic liquids 1-butyl-1-methylpyrrolodinium bis(trifluoromethylsulfonyl)imide, [Bmpyrr][NTf2], triethylsulfonium bis(trifluoromethylsulfonyl)imide, [Et3S][TFSI], 1-allyl-3-methylimidazolium bis(trifluoromethylsulfonyl)imide, [Amim][TFSI], and 1,3-dihydroxyimidazolium bis(trifluoromethylsulfonyl)imide, [(OH)2Im][TFSI], with 1-propanol were determined from (293.15 to 343.15) K at atnospheric pressure. Densities and speed of sound are measured using a vibrating tube densimeter while viscosities are from a pellet micro-viscometer. The densities of pure ionic liquids are correlated by means of the Gardas and Coutinho equation and Arrhenius, fluidity and Vogel?Tammann-Fulcher equations were used for correlating dynamic viscosities. Excess molar volumes and viscosity deviations are calculated from the experimental data. Also, from speed of sound measurements, isentropic compressibility, speed of sound deviation and isentropic compressibility deviation for mixtures of ionic liquids and 1-propanol were obtained. The models of Gardas and Coutinho (2008), Linear Generalized Model (2009), Racket (1970), Valderrama and Abu-Sharkh (1989), Ye and Woods (1966), Yamada and Gunn (1973), Reid y Prausnitz (1977), Mchaweh et al (2004), Gunn and Yamada (1971), Hankinson and Thomson (1979) and Gene Expression Programming (2017) were used for predicting the densities of ionic liquids used in this work. For binary mixtures, Vásquez-Castillo (2013), Nava-Ríos (2012) and Eyring-MTSM (2014) were used for correlating mixtures of ionic liquids with organic compounds and water in a wide range of temperature and concentration at atmospheric pressure.

Se determinaron experimentalmente densidades, viscosidades dinámicas y velocidades de sonido a de los líquidos iónicos puros [Bmpyrr][NTf2], [Et3S][NTf2], [Amim][NTf2] y [(OH)2Im][TFSI] y sus mezclas binarias con 1-propanol en un intervalo de temperatura de (293.15 a 343.15) K a presión atmosférica. Las densidades experimentales se midieron utilizado un densímetro de tubo vibrante, para el caso de las viscosidades se utilizó un viscosímetro de balín rodante. La velocidad de sonido se determinó mediante la técnica del tiempo de propagación. Las densidades experimentales de los compuestos puros se ajustaron a la ecuación propuesta por Gardas y Coutinho; por otro lado, las viscosidades se ajustaron a la ecuación propuesta por Arrhenius, al modelo de la fluidez y a la ecuación de Vogel-Fulcher-Tammann (VFT). Para el caso de los sistemas de mezclas binarias con 1-propanol, se obtuvieron las propiedades de exceso y desviaciones de viscosidad, velocidad de sonido y compresibilidad isoentrópica en un intervalo de temperatura de (293.15 a 343.15) K a presión atmosférica y en todo el intervalo de concentración. Por otro lado, se utilizaron los modelos de Gardas y Coutinho (2008), Linear Generalized Model (2009), Racket (1970), Valderrama y Abu-Sharkh (1989), Ye y Woods (1966), Yamada y Gunn (1973), Reid y Prausnitz (1977), Mchaweh et al (2004), Gunn y Yamada (1971), Hankinson y Thomson (1979) y Gene Expression Programming (2017) para predecir las densidades de los líquidos iónicos utilizados en el presente trabajo obteniéndose los porcentajes de desviación. Para correlacionar las viscosidades cinemáticas de mezclas binarias de líquidos iónicos con solventes orgánicos y con agua, se utilizaron las ecuaciones de Vásquez-Castillo (2013), Nava-Ríos (2012) y Eyring-MTSM (2014).