Estudo experimental e ajuste de modelos para previsão da solubilidade sólido-líquido no sistema ácido salicílico-etanol-água. / Experimental study for adjustment of prediction model of solid-liquid solubility in salicylic acid-ethanol-water system.

AUTOR(ES)

Maurício Mitsuo Uematsu

DATA DE PUBLICAÇÃO

2007

RESUMO

Para representar o equilíbrio existem modelos termodinâmicos empíricos e semi-empíricos, porém nenhum deles tem aplicação generalizada. Muitos dos modelos utilizados para o equilíbrio sólido-líquido advêm dos modelos desenvolvidos para o equilíbrio líquido-vapor (ELV) e, em alguns casos, podem não representar adequadamente os sistemas reais, tornando-se mais críticos os desvios quando o sólido, ou o líquido, ou ambos, são polares. Para o estudo dos modelos e realizar as devidas comparações foram inicialmente realizados experimentos em laboratório com sistemas binários e ternários utilizando como solventes o etanol, a água e as suas misturas e como soluto o ácido salicílico, todas substâncias polares. Os dados experimentais foram obtidos utilizando uma variante do método isotérmico, tendo como sistemas binários: etanol-ácido salicílico e água-ácido salicílico e, como sistemas ternários as misturas dos solventes. Os experimentos envolveram a variação da concentração mássica de etanol em intervalos de 20%. A variação da temperatura foi feita em intervalos de 5°C de 20 a 55°C. A análise do total de 48 dados experimentais indicou que a solubilidade do ácido salicílico aumenta à medida em que a temperatura e/ou a concentração mássica de etanol no solvente aumenta. Esses dados foram utilizados no ajuste de diferentes modelos para ESL. Os modelos estudados foram: UNIFAC e GSP (de predição baseado no ELV), UNIQUAC, Wilson, NRTL (semi-empíricos de ajuste de parâmetros baseados no ELV), Nývlt e lâmbdah (semi-empíricos de ajuste de parâmetros baseados no ESL) e Margules (empírico de ajuste de parâmetros). Os resultados mostraram que os modelos de predição têm aplicação restrita quando aplicado ao sistema estudado. Entre os modelos de ajuste, o UNIQUAC resultou em menores desvios em relação aos dados experimentais, considerando-se toda a faixa de condições experimentais adotadas. Os resultados experimentais também foram utilizados no ajuste de um modelo baseado em rede neural, o qual foi utilizado para mapeamento do sistema e comparação com as previsões pelos modelos considerados. Simulações com rede neural resultaram em boa concordância com os resultados experimentais, indicando que tal modelo pode ser usado para prever solubilidade na faixa de condições do presente estudo.

ASSUNTO(S)

solubilidade sólido-líquido salicylic acid solubility ethanol Ácido salicílico Água water etanol

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