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Previous issue date: 2012-12-07 / Universidade Federal de Sao Carlos / Experimental studies of 3-methylpiridyne/water and 3- methylpiridyne/heavy water binary mixtures show solubility differences. In this work Molecular Dynamics method was used to simulate 54 model systems. Each system corresponds to a point at a temperature vs molar fractions phase diagram. The systems were simulated in cubic boxes containing a mixture of 3- metylpiridyne/water/heavy water in compositions ranging from 0.1 to 0.9 (molar fraction of 3-methylpiridyne) and temperatures ranging from 280 to 380 K. The results indicate that the interactions that contribute most for the 3-metilpiridine solubility in water and heavy water are the H/D bonds with the N at the 3- methylpiridyne. Those H/D bonds tend to be more structured as we increase the organic molecule concentration and decrease the system temperature. The local concentration analyses show that the first hydration shell of the nitrogen site has the same quantities of water and heavy water. Despite that there are more H bonds than D bonds at the first hydration shell. From this result we conclude that there are structural differences on the shell favoring the H bonds. The magnitude of those differences seems to vary with the temperature and the composition of the system. Our studies of H/D bonds lifetime show that there are not significant differences between the H and D bonds with the N site. / Estudos experimentais de misturas binárias contendo 3-metilpiridina/água e 3-metilpiridina/água pesada mostraram diferenças de solubilidade. Neste trabalho o método da Dinâmica Molecular foi utilizado para simular 54 sistemas modelo. Cada sistema corresponde a um ponto de um diagrama de fases temperatura vs fração molar. Os sistemas foram simulados em caixas cúbicas contendo uma mistura de 3-metilpiridina/água/água pesada em composições variando de 0,1 a 0,9 (em fração molar de 3-metilpiridina) e em temperaturas variando de 280 a 380 K. As simulações foram realizadas no ensemble NpT com p = 1 atm. Os resultados obtidos indicam que as interações que mais contribuem para a solubilidade da 3-metilpiridina em água e água pesada são as ligações de H/D com o N da 3-metilpiridina. Tais ligações de H/D tendem a ser mais estruturadas conforme aumentamos a concentração da molécula orgânica e diminuímos a temperatura do sistema. As análises de concentração local mostram que a primeira camada de hidratação ao redor do nitrogênio possui as mesmas quantidades de água e de água pesada. Apesar disso, há uma maior quantidade de ligações de H em detrimento das de D na primeira camada de hidratação. A partir desse resultado nós concluímos que existem diferenças estruturais na camada que favorecem as ligações de H. A magnitude dessas diferenças parece variar com a temperatura e composição do sistema. Nossos estudos de tempo de ligação de H/D mostraram que não há diferenças significativas entre as ligações de H e D com o sítio do N.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.ufscar.br:ufscar/6546 |
| Date | 07 December 2012 |
| Creators | Prandi, Ingrid Guarnetti |
| Contributors | Moura, André Farias de |
| Publisher | Universidade Federal de São Carlos, Programa de Pós-graduação em Química, UFSCar, BR |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFSCAR, instname:Universidade Federal de São Carlos, instacron:UFSCAR |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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