The effect of low solubility organic acids on the hygroscopicity of sodium halide aerosols

In order to accurately assess the influence of fatty acids on the hygroscopic and other physicochemical properties of sea salt aerosols, hexanoic, octanoic or lauric acid together with sodium halide salts (NaCl, NaBr and NaI) have been chosen to be investigated in this study. The hygroscopic properties of sodium halide sub-micrometre particles covered with organic acids have been examined by Fourier-transform infrared spectroscopy in an aerosol flow cell. Covered particles were generated by flowing atomized sodium halide particles (either dry or aqueous) through a heated oven containing the gaseous acid. The obtained results indicate that gaseous organic acids easily nucleate onto dry and aqueous sodium halide particles. On the other hand, scanning electron microscopy (SEM) images indicate that lauric acid coating on NaCl particles makes them to aggregate in small clusters. The hygroscopic behaviour of covered sodium halide particles in deliquescence mode shows different features with the exchange of the halide ion, whereas the organic surfactant has little effect in NaBr particles, NaCl and NaI covered particles experience appreciable shifts in their deliquescence relative humidities, with different trends observed for each of the acids studied. In efflorescence mode, the overall effect of the organic covering is to retard the loss of water in the particles. It has been observed that the presence of gaseous water in heterogeneously nucleated particles tends to displace the cover of hexanoic acid to energetically stabilize the system.

Equilíbrio líquido-líquido entre ácido acético, água e fenólicos: experimental e modelagem

Com o passar do tempo, a população mundial vem se conscientizando mais sobre problemas ambientais. Isso fez surgir uma demanda por tecnologias novas que possam se encaixar no cenário de sustentabilidade. Instabilidades frequentes no cenário político-econômico global acabam por elevar o preço do barril do petróleo. Assim a indústria química começa a buscar por alternativas que tenham a mesma versatilidade do petróleo. Dentre as opções de combustíveis renováveis, destaca-se o bio-óleo de pirólise. Seu interesse em estudos científicos vem do fato de poder-se utilizar do rejeito de processos como matéria prima, não necessitando competir por espaço com a plantação de alimentos. Sua composição pode ser representada por ácidos e fenóis. Em especial destacamos o ácido acético e fenóis oxigenados como m-cresol, o-cresol, p-cresol e guaiacol por estarem presentes em grandes quantidades. Sua separação das frações menos polares do bio-óleo pode ser realizada por meio de extração com água que é um reagente abundante e de baixo custo. O conhecimento das propriedades desses componentes puros é amplamente disponível na literatura, porém dados de composições das fases corrosivas, como misturas ternárias de água-ácido acético-m-cresol/o-cresol/p-cresol/guaiacol nas temperaturas de (298,15, 310,65 e 323,15) K são escassos. Devido a isso, o uso de modelos termodinâmicos para simulação do comportamento desses sistemas torna-se interessante. Todavia, quando são testadas as capacidades dos modelos clássicos, como o UNIFAC e NRTL, percebe-se que os mesmos não conseguem reproduzir o comportamento da binodal dos componentes corrosivos. Sendo assim, essa dissertação investigou soluções para melhorar a descrição desses sistemas, assim como obteve dados experimentais para tais sistemas de misturas ternárias de água-ácido acético-m-cresol/o-cresol/p-cresol/guaiacol nas temperaturas de (298,15, 310,65 e 323,15) K; desenvolveu-se uma metodologia para estimar parâmetros do modelo NRTL a partir de dados de composição da binodal e verificou-se a possibilidade de utilizar o modelo UNIFAC para prever o comportamento de equilíbrio de fases. Como resultado foram obtidos 314 novos dados experimentais, obtiveram-se parâmetros para o modelo NRTL que conseguem reproduzir com acurácia a forma da binodal com a metodologia proposta e verificou-se a necessidade de aperfeiçoamento no estudo do modelo UNIFAC para otimizar sua utilização na previsão do comportamento dos sistemas estudados