Propiedades termofísicas
Nuestra línea de investigación en termofísica de sistemas líquidos está centrada en la determinación de propiedades termodinámicas y de transporte, así como en el tratamiento teórico y modelado de sistemas líquidos (incluyendo líquidos puros y mezclas binarias y ternarias).
El estado líquido comprende una gran variedad de comportamientos, derivados de la amplia gama de sustancias que pueden formar parte de un sistema en este estado de agregación. Además resulta de indudable interés tanto desde el punto de vista teórico como por sus aplicaciones prácticas en el diseño de procesos industriales, dado que la mayor parte de reacciones y otras etapas (transporte, separación, etc.) ocurren en este estado. Por estos motivos resulta tan importante la obtención de datos experimentales precisos y variados, así como la elaboración de modelos teóricos que, al menos parcialmente, proporcionen una interpretación plausible de lo que en él acontece.
Los objetivos concretos que nos planteamos en esta línea de investigación son:
- Determinación de propiedades termofísicas, tratamiento y correlación de los datos experimentales. Las propiedades objeto de estudio son: equilibrio líquido-vapor isotérmico e isobárico, densidades y comportamiento pVT, velocidades de propagación del sonido, efecto térmico y capacidades caloríficas, tensiones superficiales, índices de refracción, permitividades, conductividades y viscosidades. Los datos se incorporan a bases de datos empleadas en el diseño cuantitativo de procesos de producción industriales. También se utilizan en el desarrollo, comprobación y mejora de métodos de predicción por contribución de grupos (UNIFAC, Predictive Soave-Redlich-Kwong, Volume Translated Peng-Robinson, etc.).
- Estudio cualitativo de fuerzas intermoleculares (interacciones específicas y no específicas) y efectos estructurales.
- Estudio cuantitativo de diferentes propiedades, haciendo uso de diversos modelos teóricos, como la ecuación de estado “Statistical Associating Fluid Theory” (SAFT) con potencial de rango variable (SAFT-VR).
- Obtención de información termodinámica, estructural y dinámica de los sistemas estudiados a través de métodos teóricos (HF, DFT) y de simulación (dinámica molecular).
La actividad de esta línea de investigación toma como punto de partida dos grandes grupos de sistemas:
- Compuestos no electrolíticos y sus mezclas. Se realiza el estudio sistemático de las propiedades de sustancias de interés industrial (disolventes, compuestos derivados de la biomasa, etc.) y sus mezclas binarias y ternarias. La elección de los sistemas objeto de análisis se planifica cuidadosamente, con el fin de obtener información sobre los distintos efectos que concurren en el proceso de mezcla. De modo complementario a la obtención de los datos experimentales, nuestra actividad también se dirige a la utilización de modelos teóricos con los que predecir el comportamiento de dichos sistemas.
- Líquidos iónicos y mezclas de disolventes orgánicos con líquidos iónicos. Los líquidos iónicos son sales de compuestos orgánicos que se presentan en estado líquido en un amplio rango de temperaturas por encima y por debajo de la temperatura ambiente y que, además, son estables frente a la humedad. El estudio de este tipo de sustancias es la respuesta a una de las demandas actuales de la Industria Química: encontrar disolventes alternativos a los que se usan en estos momentos, con mejores prestaciones y menor impacto medioambiental. Los líquidos iónicos representan una poderosa alternativa debido a su gran interés científico-técnico y sus peculiares propiedades fisicoquímicas (gran poder disolvente para la mayor parte de compuestos orgánicos e inorgánicos, volatilidad casi nula, alta estabilidad térmica, amplia ventana electroquímica, no son ni inflamables, ni tóxicos, ni abrasivos, son fácilmente reciclables y, en muchos casos, son potentes catalizadores).
