Reparametrização de um campo de força generalista para líquidos iônicos R−NH₃⁺ com ânions de ácido carboxílico

A busca por tecnologias eficientes de captura e armazenamento de carbono destaca os líquidos iônicos (LIs) nitrogenados como solventes promissores, devido à alta afinidade com o CO₂. Entretanto, a vasta combinatória de íons possíveis torna a triagem experimental exaustiva, demandando métodos preditivos computacionais robustos. Neste contexto, este trabalho propõe o refinamento dos parâmetros de um campo de forças generalista para a descrição termodinâmica de LIs baseados em cátions amônio primários (𝑅 − 𝑁𝐻3+) combinados a ânions carboxilatos. A metodologia empregou simulações moleculares de Monte Carlo no ensemble isobárico-isotérmico (NPT), abrangendo a faixa de temperatura de 283,15 K a 333,15 K a 1 atm. A validação do modelo baseou-se na comparação da massa específica predita com dados experimentais da literatura, dada a inexistência de simulações prévias de outros autores para estes sistemas. Os resultados para os sistemas formato de butilamônio [BuA][F], propionato de butilamônio [BuA][Pr], butanoato de 2-hidroxietilamônio [2-HEA][Bu] e formato de 2-hidroxietilamônio [2-HEA][F] foram confrontados com o estudo preliminar de Silva e Romanielo (2024), que utilizou o campo de força original (sem reparametrização). A estratégia de reavaliar especificamente os parâmetros do nitrogênio, preservando a transferabilidade do modelo, promoveu uma redução significativa nos desvios médios relativos absolutos da massa específica de 2% (modelo original) para valores inferiores a 1% (modelo refinado) nos LIs estudados. Esse ajuste melhorou a concordância com os dados experimentais, validando a capacidade do modelo em capturar as complexas interações intermoleculares desses sistemas. Conclui-se que o campo de força refinado constitui uma ferramenta robusta para a exploração de propriedades termodinâmicas e o design de novos solventes para processos de separação.

Silva; Romanielo. CBTermo, 2024.