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Master of Science

Thesis (Ph.D.). / Written for the School of Dietetics and Human Nutrition. Title from title page of PDF (viewed 2008/07/23). Includes bibliographical references.

LD2668 .T4 1954 S38 / Master of Science

Call number: LD2668 .T4 1963 H37 / Master of Science

Submitted in fulfillment of the academic requirements for the Masters Degree in Technology: Chemistry, Durban University of Technology, 2008. / The thermodynamic properties of binary liquid mixtures involving ionic liquids (ILs) with alcohols were determined. ILs are an important class of solvents since they are being investigated as environmentally benign solvents, because of their negligible vapour pressure, and as potential replacement solvents for volatile organic compounds (VOCs) currently used in industries. Alcohols were chosen for this study because they have hydrogen bonding and their interaction with ILs will help in understanding the intermolecular interactions. Also, their thermodynamic properties are used for the development of specific chemical processes. The excess molar volumes of binary mixtures of {1-ethyl-3-methylimidazolium ethylsulfate + methanol or 1-propanol or 2-propanol}, {trioctylmethylammonium bis (trifluoromethyl-sulfonyl) imide + methanol or ethanol or 1-propanol}, {1-buty-3-methylimidazolium methylsulfate + methanol or ethanol or 1-propanol} were calculated from experimental density values, at T = (298.15, 303.15 and 313.15) K. The Redlich-Kister smoothing polynomial was fitted to the excess molar volume data. The partial molar volumes of the binary mixtures {1-ethyl-3-methylimidazolium ethylsulfate + methanol or 1-propanol or 2-propanol}, {trioctylmethylammonium bis (trifluoromethyl-sulfonyl) imide + methanol or ethanol or 1-propanol}, {1-buty-3-methylimidazolium methylsulfate + methanol or ethanol or 1-propanol} were calculated from the Redlich-Kister coefficients, at T = (298.15, 303.15 and 313.15) K. This information was used to better understand the intermolecular interactions with each solvent at infinite dilution. iii The isentropic compressibility of {trioctylmethylammonium bis (trifluoromethyl-sulfonyl) imide + methanol or ethanol or 1-propanol}, were calculated from the speed of sound data at T = 298.15 K. / National Research Fundation ; Durban University of Technology

Submitted in fulfillment of the requirements of the Degree of Doctor of Technology: Chemistry, Durban University of Technology, 2010. / The thermodynamic properties of mixtures involving ionic liquids (ILs) with alcohols or alkyl acetate or nitromethane at different temperatures were determined. The ILs used were methyl trioctylammonium bis(trifluoromethylsulfonyl)imide ([MOA]+[Tf2N]-) and 1-butyl-3- methylimidazolium methyl sulphate [BMIM]+[MeSO4]-. The ternary excess molar volumes (􀜸􀬵􀬶􀬷 E ) for the mixtures {methyl trioctylammonium bis (trifluoromethylsulfonyl)imide + methanol or ethanol + methyl acetate or ethyl acetate}and (1- butyl-3-methylimidazolium methylsulfate + methanol or ethanol or 1-propanol + nitromethane) were calculated from experimental density values, at T = (298.15, 303.15 and 313.15) K and T = 298.15, respectively. The Cibulka equation was used to correlate the ternary excess molar volume data using binary data from literature. The 􀜸􀬵􀬶􀬷 E values for both IL ternary systems were negative at each temperature. The negative contribution of 􀜸􀬵􀬶􀬷 E values are due to the packing effect and/or strong intermolecular interactions (ion-dipole) between the different molecules. The density and speed of sound of the binary solutions ([MOA]+[Tf2N]- + methyl acetate or ethyl acetate or methanol or ethanol), (methanol + methyl acetate or ethyl acetate) and (ethanol + methyl acetate or ethyl acetate) were also measured at T = ( 298.15, 303.15, 308.15 and 313.15) K and at atmospheric pressure. The apparent molar volume, Vφ , and the apparent molar isentropic compressibility, κφ , were evaluated from the experimental density and speed of sound data. A Redlich-Mayer type equation was fitted to the apparent molar volume and apparent molar isentropic compressibility data. The results are discussed in terms of solute-solute, solute- solvent and solvent-solvent interactions. The apparent molar volume and apparent molar isentropic compressibility at infinite dilution, 􀜸φ 􀬴 and κφ 􀬴, respectively of the binary solutions have been calculated at each temperature. The 􀜸φ 􀬴 values for the binary v systems ([MOA]+[Tf2N]- + methyl acetate or ethyl acetate or methanol or ethanol) and (methanol + methyl acetate or ethyl acetate) and (ethanol + methyl acetate or ethyl acetate) are positive and increase with an increase in temperature. For the (methanol + methyl acetate or ethyl acetate) systems 􀜸φ 􀬴 values indicate that the (ion-solvent) interactions are weaker. The κφ 􀬴 is both positive and negative. Positive κφ 􀬴, for ([MOA] + [Tf2N]- + ethyl acetate or ethanol), (methanol + ethyl acetate) and (ethanol + methyl acetate or ethyl acetate) can be attributed to the predominance of solvent intrinsic compressibility effect over the effect of penetration of ions of IL or methanol or ethanol. The positive κφ 􀬴 values can be interpreted in terms of increase in the compressibility of the solution compared to the pure solvent methyl acetate or ethyl acetate or ethanol. The κφ 􀬴 values increase with an increase in temperature. Negative κφ 􀬴, for ([MOA] + [Tf2N]- + methyl acetate or methanol), and (methanol + methyl acetate) can be attributed to the predominance of penetration effect of solvent molecules into the intra-ionic free space of IL or methanol molecules over the effect of their solvent intrinsic compressibility. Negative κφ 􀬴 indicate that the solvent surrounding the IL or methanol would present greater resistance to compression than the bulk solvent. The κφ 􀬴 values decrease with an increase in the temperature. The infinite dilution apparent molar expansibility, 􀜧φ 􀬴 , values for the binary systems (IL + methyl acetate or ethyl acetate or methanol or ethanol) and (methanol + methyl acetate or ethyl acetate) and (ethanol + methyl acetate or ethyl acetate) are positive and decrease with an increase in temperature due to the solution volume increasing less rapidly than the pure solvent. For (IL + methyl acetate or ethyl acetate or methanol or ethanol) systems 􀜧φ 􀬴 indicates that the interaction between (IL + methyl acetate) is stronger than that of the (IL + ethanol) or (IL + methanol) or (IL + ethyl acetate) solution. For the (methanol + methyl acetate or ethyl acetate) systems 􀜧φ 􀬴 values vi indicate that the interactions are stronger than (ethanol + methyl acetate or ethyl acetate) systems. / National Research Foundation; Durban University of Technology

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Orientador: Nelson Ramos Stradiotto / Banca: Zeki Naal / Banca: André Luiz dos Santos / Resumo: A crise global de 1970 desencadeou a sensibilização dos muitos países da sua vulnerabilidade à escassez de petróleo, alertando-os a busca outras fontes de energia. Surgiu então no Brasil em 1975, o Programa Nacional do Álcool (Proálcool), que diversificou a atuação da indústria açucareira e possibilitou a ampliação da plantação cana-de-açúcar e a implantação de destilarias de álcool. Uma grande vantagem da utilização do etanol como fonte de energia renovável é a vasta opção de matérias primas para a obtenção do mesmo, onde pode ser proveniente da cana de açúcar, de outros vegetais ricos em açúcar, ricos em amido, ou até mesmo de celulose, como madeira - principalmente dos eucaliptos. Além do foco ambiental, o etanol provoca em países como o Brasil, impactos econômico-sociais de primeira grandeza. Diante da importância do etanol como biocombustível no mundo, tem-se a necessidade de implementação de uma regulamentação mais rigorosa que atenda as especificações do mercado mundial. Sabendo-se da presença do acetato de etila neste combustível como contaminante e considerando-se que o método oficial para determinação do mesmo é bastante dispendioso, neste trabalho desenvolveu-se um método de determinação rápido, sensível e não dispendioso, utilizando sensores para determinação de acetato de etila em álcool combustível hidratado (ACH). Os sensores serão preparados com a deposição de um filme de Nafion® modificado com ferro sobre a superfície de um eletrodo de carbono vítreo. Os íons Fe3+ do filme de Nafion® complexaram com o ácido acetohidroxâmico, proveniente do acetato de etila. Estudou-se as técnicas de voltametria cíclica, de varredura linear, onda quadrada e de pulso diferencial para a aplicação do EQM. A técnica de... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: A crise global de 1970 desencadeou a sensibilização dos muitos países da sua vulnerabilidade à escassez de petróleo, alertando-os a busca outras fontes de energia. Surgiu então no Brasil em 1975, o Programa Nacional do Álcool (Proálcool), que diversificou a atuação da indústria açucareira e possibilitou a ampliação da plantação cana-de-açúcar e a implantação de destilarias de álcool. Uma grande vantagem da utilização do etanol como fonte de energia renovável é a vasta opção de matérias primas para a obtenção do mesmo, onde pode ser proveniente da cana de açúcar, de outros vegetais ricos em açúcar, ricos em amido, ou até mesmo de celulose, como madeira - principalmente dos eucaliptos. Além do foco ambiental, o etanol provoca em países como o Brasil, impactos econômico-sociais de primeira grandeza. Diante da importância do etanol como biocombustível no mundo, tem-se a necessidade de implementação de uma regulamentação mais rigorosa que atenda as especificações do mercado mundial. Sabendo-se da presença do acetato de etila neste combustível como contaminante e considerando-se que o método oficial para determinação do mesmo é bastante dispendioso, neste trabalho desenvolveu-se um método de determinação rápido, sensível e não dispendioso, utilizando sensores para determinação de acetato de etila em álcool combustível hidratado (ACH). Os sensores serão preparados com a deposição de um filme de Nafion® modificado com ferro sobre a superfície de um eletrodo de carbono vítreo. Os íons Fe3+ do filme de Nafion® complexaram com o ácido acetohidroxâmico, proveniente do acetato de etila. Estudou-se as técnicas de voltametria cíclica, de varredura linear, onda quadrada e de pulso diferencial para a aplicação do EQM. A técnica de voltametria de onda quadrada foi a... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre