Estudio de propiedades termofisicas de hidrofluoroeteres y sus mezclas con alcanos lineales

Resumen

Los hidrofluoroéteres son compuestos derivados de hidrocarburos, a los que se ha añadido un enlace éter y se ha sustituido parte de los átomos de hidrógeno por átomos de flúor. En este trabajo se utilizan hidrofluoroéteres segregados, en los que todos los átomos de flúor están situados a un solo lado del grupo éter. Sus propiedades medioambientales son muy interesantes, ya que no dañan el ozono y su potencial de calentamiento global es mucho más bajo que sus antecesores, con una contribución al Efecto Invernadero mucho menor que estos, especialmente los segregados. Sus usos son variados (refrigerantes, disolventes de productos de limpieza, propelentes de aerosoles, etc.), considerándose posibles sustitutos de los CFC (clorofluorocarbonos), dado su bajo impacto ambiental. En este trabajo se realizan medidas de densidad a presión (hasta 25MPa) de mezclas binarias de hidrofluoroéteres (HFE 7100, HFE 7200 y HFE 7500) con n-octano, para tres temperaturas y todo el rango habitual de concentraciones. El equipo experimental se basa en una línea de presión, en la que las densidades se determinan a partir de las medidas de los períodos de oscilación de la mezcla en un densímetro de oscilación mecánica conectado a una célula externa de alta presión (donde se introduce la mezcla), cuya temperatura es fijada por un baño termostático y controlada por un termómetro digital de sonda. La presión es ejercida sobre el sistema por un presostato digital a través de un separador de membrana. Las densidades de los puros y las mezclas se comparan con la escasa literatura existente y se correlacionan con la ecuación modificada de Tait para cada concentración. Asimismo, se calculan los valores de los volúmenes molares de exceso para las tres mezclas y se correlacionan con una modificación de la ecuación empírica de Redlich-Kister (que incluye términos de presión, temperatura y concentración), con siete parámetros de ajuste para todos los puntos experimentales de cada mezcla. Los resultados obtenidos llevan a inducir que no hay efectos de asociación química. Por derivación analítica de la ecuación empírica de Tait se hallan los coeficientes de compresibilidad isotérmica y de dilatación térmica isobárica, así como la presión interna, para las tres mezclas. Se hace también un estudio del equilibrio líquido-líquido (a presión atmosférica y temperaturas de 258,15 a 313,15 K) de mezclas binarias de los tres hidrofluoroéteres citados con n-alcanos (de n-octano a n-dodecano), en el que se calculan experimentalmente las rectas de reparto y se aplican los modelos de red de mezclas no aleatorias UNIQUAC y NRTL como ecuaciones de correlación. Por último, se calculan los tres parámetros de la ecuación de estado PC-SAFT (Perturbed-Chain Statistical Associating Fluis Theory) para el HFE 7500, así como el parámetro de interacción binaria para cada una de las tres mezclas, a partir de los datos de densidad. Las densidades predichas por la ecuación de estado suponen una buena aproximación al comportamiento volumétrico de estas mezclas de líquidos complejos, considerándose nulo, en este caso, el término de asociación de dicha ecuación. A partir del valor de estos parámetros es posible hacer una caracterización termodinámica de las mezclas mencionadas.