Impacto dos doadores de ligações de hidrogênio e razões molares dos solventes eutéticos profundos no equilíbrio líquido-líquido. Medição experimental, modelagem termodinâmica e simulação dinâmica molecular

A indústria química enfrenta pressão para adotar processos mais sustentáveis, especialmente em operações de separação que consomem grandes quantidades de energia. Solventes eutéticos profundos (SEPs) surgiram como soluções promissoras oferecendo uma combinação de benefício ambiental e ótimo desempenho de extração. Neste trabalho, três SEPs (SEP1: cloreto de colina/glicerol, 1:3; SEP2: cloreto de colina/etileno glicol, 1:2; e SEP3: cloreto de colina/ureia, 1:2) foram utilizados como agentes extratores para a separação de 1-butanol + água e acetato de etila + 2-propanol. No estudo experimental, os SEPs foram sintetizados e os pontos da curva binodal foram coletados, no ponto de turbidez (cloud point). Utilizando uma célula encamisada, as linhas de amarração foram obtidas (298.15 K, 101.3 kPa). O teste de qualidade foi determinante para analisar a consistência termodinâmica (desvios médios de 0.08, 0.10 e 0.05% para SEP1, SEP2 e SEP3). Foram determinados os fatores de separação (S), obtendo-se valores acima de 1.0, o que demonstra que os três SEPs são excelentes agentes extratores. Na modelagem termodinâmica, a abordagem Gamma-Gamma e o modelo NRTL foram utilizados, obtendo-se desvios médios quadráticos de 0.0018, 0.0012 e 0.0006. A simulação dinâmica molecular (SMD) foi realizada para analisar o ELL, utilizando as propriedades estruturais (comportamento interfacial de moléculas de soluto e funções de distribuição radial e espacial). De acordo com a análise da função de distribuição, constatou-se que o SEP3 apresentou maior interação com as moléculas de água e as extraiu eficientemente da fase de 1-butanol, conclusão que também foi obtida na parte experimental (S^exp = 30941.07, S^SDM = 2792.86). Os resultados mostraram que o modelo NRTL descreveu adequadamente o comportamento de fases dos sistemas estudados. Assim, a modelagem termodinâmica, SDM e os dados experimentais de ELL são consistentes e podem servir como referência para a separação de substâncias semelhantes.