Publicação: Estudo experimental das solubilidades de alguns ácidos em misturas hidro-alcoólicas
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Resumo
Dados de solubilidade de compostos químicos em água e em misturas de solventes são
fundamentais no projeto de equipamentos industriais de separação, tais como: cristalizadores,
extratores, evaporadores, lixiviadores e unidades de absorção. A precisão que se obtém, em
projetos de equipamentos para a indústria química, está intimamente relacionada com a
qualidade dos dados experimentais utilizados para a obtenção de parâmetros de equações que
serão utilizadas. No caso industrial da extração líquido-líquido, por exemplo, os dados de
solubilidade de compostos orgânicos e inorgânicos são fundamentais e nem sempre estão
disponíveis na literatura. Este trabalho tem como objetivo o estudo experimental das
solubilidades de alguns ácidos em mistura hidro-alcoólicas. Os solventes selecionados para
este estudo foram, água, etanol e n-propanol, sendo os mesmos de suma importância em
processos de extração em indústrias químicas, alimentícias e farmacêuticas. Os ácidos
selecionados foram: bórico, dl-málico, succínico, cítrico e o salicílico. O aparato experimental
utilizado para a realização dos experimentos foi desenvolvido por OLIVEIRA (2004) no
estudo do equilíbrio líquido-líquido. Este aparato é constituído por células de equilíbrio,
agitadores magnéticos, termopares e banho termostático. Inicialmente foi realizado um estudo
para determinar um valor aproximado do tempo de agitação e o tempo de decantação das
misturas, a serem empregados nos experimentos. Para isto, foi realizado um planejamento de
experimento não fatorial do composto central (BOX & HUNTER, 1957) com alfa por
rotatividade (1,414). As respostas de cada experimento foram à maximização da solubilidade
em função da agitação e da decantação. Definidas as condições de agitação e de decantação
que maximizam a solubilidade dos referidos ácidos, foram realizados experimentos
isotérmicos e isobáricos para a determinação das solubilidades dos ácidos de interesse, em
solventes puros e em misturas, de solventes em várias concentrações e nas temperaturas de 20,
30, 40, 50 e 60 ºC. Com os resultados experimentais obtidos para cada sistema, utilizou-se de
equações empíricas, na forma polinomial e na forma exponencial e de uma superfície
quadrática para ajuste de parâmetros, a modelos conhecidos, dos dados experimentais.
Abstract
Solubility data of chemistry compounds in water and in solvent mixtures are fundamental in
the project of separation industrial equipments, such as: crystallizers, extractors, evaporators,
leachates and absorption units. The accuracy that it is obtained in projects of chemistry
industry equipment is closely related with the quality of experimental data used to obtain the
parameters of the equations that will be used.In the industrial case of liquid-liquid extraction,
The data about solubility of organic and inorganic compounds are fundamental and not always
are available in the literature. This research has as objective the experimental study of the
solubility of some acids in hidro-alchoolic mixture.The solvents selected for this study were
water, etanol and n-propanol, which are of sum importance in extraction process in chemistry,
food and pharmaceutical industry. The selected acids were : bórico, dl-málico, succínio, citric
e o salicílico. The apparatus selected to do the experiments was developed by
OLIVEIRA(2004) in the study of liquid-liquid equilibrium. This apparatus is constituted by
equilibrium cells, magnetic shakers, termopares and thermostatic bath. In the beginning it was
done a study to determine na approximate value of shaking time and the decantation time of
the mixtures (to be used in the experiments). So, it was done a experiment planning not
factorial of the central compound(BOX & HUNTER, 1957) with alfa by rotation(1,414). The
answers of each experiment were a maximization of solubility in function of shaking and
decantation. Defined the conditions of shaking and decantation that maximize the solubility of
the referred acids, were done isothermal and isobaric experiments to determine the solubility
of the acids that interest, in pure solvents and in solvent mixture in several concentrations and
in temperatures of 20, 30, 40, 50 and 60 ºC. With the experimental results obtained for each
system, it was used empiric equations, in the polynomial form and in the exponential form and
in a quadratic surface to adjust the parameters to known models of experimental data.
Palavras-chave
Solventes, Solubilidades, Misturas, Ácidos, Compostos orgânicos, Solvents, Solubility, Mixtures, Acids, Organic chemicals, Separação (Tecnologia)
Citação
OLIVEIRA, Mauro Lúcio Naves. Estudo experimental das solubilidades de alguns ácidos em misturas hidro-alcoólicas. 2010. 380 f. Tese (Doutorado em Engenharias) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2010.