Extração Líquido-Liquido

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UNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINAS 
FACULDADE DE ENGENHARIA QUÍMICA 
 
 
 
 
RAFAELA ROCHA PINTO 
 
 
 
 
 
Equilíbrio líquido-líquido em sistemas ternários com 
Líquidos Iônicos baseados no íon amônio, incluindo 
a síntese e purificação dos mesmos 
 
 
 
 
 
 
 
 
CAMPINAS 
2016 
 
 
 
RAFAELA ROCHA PINTO 
 
 
 
 
Equilíbrio líquido-líquido em sistemas ternários com 
Líquidos Iônicos baseados no íon amônio, incluindo 
a síntese e purificação dos mesmos 
 
 
 
Tese apresentada à Faculdade de Engenharia 
Química da Universidade Estadual de Campinas 
como parte dos requisitos exigidos para a obtenção 
do título de Doutora em Engenharia Química. 
 
 
 
Orientadora: Profa. Dra. Roberta Ceriani 
Co-Orientadora: Profa. Dra. Silvana Mattedi 
 
 
 
ESTE EXEMPLAR CORRESPONDE À VERSÃO FINAL DA 
TESE DEFENDIDA PELA ALUNA RAFAELA ROCHA PINTO 
E ORIENTADA PELA PROFª. DRª. ROBERTA CERIANI 
 
 
CAMPINAS 
2016 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Tese de Doutorado defendida por Rafaela Rocha Pinto e aprovada em 15 de 
fevereiro de 2016 pela banca examinadora constituída pelos doutores *: 
 
 
 
________________________________________________ 
Profa. Dra. Roberta Ceriani 
 
 
 
 
 
________________________________________________ 
Prof. Dr. Elias Basile Tambourgi 
 
 
 
 
 
________________________________________________ 
Prof. Dr. Guilherme José Máximo 
 
 
 
 
 
________________________________________________ 
Profa. Dra. Geormenny Rocha dos Santos 
 
 
 
 
 
________________________________________________ 
Profa. Dra. Christianne Elisabete da Costa Rodrigues 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
_____________________ 
*
 Ata da defesa com as respectivas assinaturas dos membros encontra-se no processo de vida 
acadêmica do aluno. 
 
 
 
Dedicatória 
 
 
 
 
Aos meus valiosos pais, José da Silva Pinto e Gerusa 
Rocha Pinto, meus carinhosos irmãos, Gustavo Henrique 
Rocha Pinto e Bernardo José Rocha Pinto, meu dedicado 
namorado, Pablo Andrés Alvarez Gomez e a duas 
pessoas queridas que já se foram, minha sorridente e 
alegre amiga, Mariana Demartini e meu mestre, Martin 
Aznar (in memorian). 
 
 
 
 
Agradecimentos 
 
A Deus, por ter me iluminado nesta jornada. 
A minha família, por ser meu porto seguro, meu aconchego. O carinho de vocês foi a energia 
para seguir em frente, acreditando e buscando meus ideais. 
Ao meu eterno orientador, professor Martin Aznar, pelos exemplos de pessoa digna e correta. 
A minha dedicada orientadora, professora Roberta Ceriani, que sempre serena e disposta 
confiou em mim e compartilhou valiosos ensinamentos. 
A minha co-orientadora, professora Silvana Mattedi, pelo seu empenho em colaborar em meu 
aprendizado. Mesmo distante se fez muito presente. 
Ao meu namorado, Pablo Andrés, pelo seu carinho e compreensão. Você me ajudou a seguir 
em frente, dividindo a dor nos momentos tristes e multiplicando a alegria nos momentos 
felizes. 
Aos amigos que fiz no laboratório e que vou levar sempre comigo, Irede Ângela, Leonardo de 
Oliveira, Enio Rocha, Luis Follegatti, Amanda Cristina e Dalia Ramirez. O companheirismo 
de vocês me fortaleceu nesta caminhada. 
Ao meu querido amigo Fabrício Rocha, que esteve presente ao meu lado em diversos 
momentos desta etapa da minha vida. 
A UNICAMP e a UFBA. Instituições educacionais que me receberam e muito colaboraram, 
através de seus membros e instalações, para o desenvolvimento deste trabalho. 
A FAPESP (projeto 2011/19736-1), por acreditar em meu projeto e me ceder apoio 
financeiro. 
 
 
 
RESUMO 
Líquidos iônicos são solventes de menor impacto ambiental por apresentarem, 
principalmente, baixa pressão de vapor. Este estudo tem como principal objetivo a 
determinação de dados de equilíbrio líquido - líquido (ELL) de sistemas contendo líquido 
iônico (solvente) + água/metanol/etanol (soluto) + acetato de metila/etila/propila (diluente), a 
25 ⁰C. Os líquidos iônicos deste trabalho são próticos, de síntese simples, baixo custo e foram 
sintetizados em nosso laboratório. A comprovação da formação dos sais líquidos se deu por 
análises de estruturas, FT-IR e RMN. Após a constatação do produto desejado, propriedades 
físicas e termofísicas importantes industrialmente foram determinadas. Foram determinados 
também volumes molares de solventes + solutos a fim de verificar o comportamento 
volumétrico de tais misturas binárias. O conhecimento prévio deste comportamento pode 
trazer uma ideia da atuação dos materiais como solvente nos sistemas ternários. Para obtenção 
dos dados de equilíbrio líquido - líquido foram empregadas: i) as técnicas de propriedades 
físicas (densidade e índice de refração) a cada ponto de névoa para construção da curva de 
calibração, utilizada para encontrar as composições dos componentes em equilíbrio e; ii) a 
técnica que utiliza também as propriedades a cada ponto de névoa complementada pela 
extrapolação do segmento ponto de mistura e composição rica em líquido iônico. Para 
sistemas contendo água ou etanol os três líquidos iônicos apresentaram capacidade de 
extração muito próximas, e para sistemas contendo metanol o líquido iônico de menor cadeia, 
2-HEAB, apresentou maior capacidade de extração. Os dados experimentais de ELL foram 
modelados termodinamicamente utilizando o modelo NRTL e o método ASOG. Ambos 
foram capazes de descrever os dados de equilíbrio estudados com baixos desvios em relação a 
composição, apresentando desvios globais médios de 0,90%, NRTL, e 2,68%, ASOG. 
 
Palavras chave: líquido iônico, equilíbrio líquido-líquido, sistemas ternários, NRTL, ASOG. 
 
 
 
ABSTRACT 
Ionic liquids are considered less environmental impact solvents, especially for their low vapor 
pressure. The goal of this work was to determine liquid liquid equilibrium (LLE) data of 
ternary systems with ionic liquid + water / methanol / ethanol + methyl / ethyl / propyl acetate 
at 25 ⁰C. In this work ionic liquids are protic, with simple synthesis, and were produced in our 
laboratory. The measurement of properties (density and refractive index) at each cloud point 
was the technique used to determine the calibration curves at methanol and ethanol systems 
and water systems, the measurement property technique was complemented by segment 
extrapolations between feed point and ionic liquid rich phase, through acetate phase direction. 
Ionic liquids are environmentally friend solvents because of their low vapor pressure. The FT-
IR and RMN analysis were used for verifying the liquid salt formation. After the intended 
product was formation, some important industry properties were determined. Also solvent + 
solute molar volume were determined aiming to verify these binary mixture volumetric 
behavior. In fact, previously knowledge about mixture volumetric behavior can give an ideia 
about the use of these materials as solvents. In water and ethanol systems the three ionic 
liquids presented close extraction capacities, while methanol systems the lower chain ionic 
liquid, 2-HEAB, presented higher extraction capacity. The NRTL model and the ASOG 
method were used and both presented good agreement to experimental data, with global 
deviations around 0.90% (NRTL) and 2.68% (ASOG). 
 
Keywords: ionic liquid, liquid-liquid equilibrium, NRTL, ASOG 
 
 
 
ÍNDICE DE FIGURAS 
Figura 2.1 Reação de metátese de sais de piridínio.................................................................31 
Figura 2.2 Publicações relacionadas ao termo “líquido iônico” em títulos, abstract ou 
palavras-chave verificadas na Base Scopus, desde os primeiros relatos até atualmente 
(2016)........................................................................................................................................31Figura 2.3 Representação gráfica dos dados de Equilíbrio Líquido-Líquido para um sistema 
do Tipo I: (a) diagrama triângulo equilátero; (b) diagrama triângulo retângulo.......................42 
Figura 2.4 Ideia do método de contribuição de grupo.............................................................47 
Figura 3.1 Reação de neutralização ácido-base para formar líquido iônico prótico a base de 
etanolamina e ácido graxo.........................................................................................................52 
Figura 3.2 Esquema da síntese de líquidos iônicos próticos: 1) funil de gotejamento, 2) 
condensador, 3) balão de 3 bocas, 4) banho de gelo.................................................................53 
Figura 3.3 Esquema da purificação dos líquidos iônicos próticos...........................................54 
Figura 3.4 Vista lateral da célula de equilíbrio: 1) entrada de água, 2) saída de água, 3) 
coletor superior, 4) coletor inferior, 5) área de armazenamento da amostra, 6) área de 
circulação de água, 7) septo de vedação...................................................................................59 
Figura 3.5 Extrapolação da reta para determinação dos componentes em equilíbrio na fase 
rafinado em sistemas contendo água: (●): componentes em equilíbrio na fase solvente, (■): 
ponto de mistura, (______): reta entre componentes em equilíbrio na fase solvente e ponto de 
mistura, (-------): reta extrapolada do ponto de mistura até ponto de interseção com curva 
binodal da fase rafinado, (□): ponto de interseção com curva binodal da fase rafinado, (______) 
curva binodal. ...........................................................................................................................61 
Figura 3.6 Esquema geométrico para cálculo da distância (h) entre ponto de mistura e tie line 
(Fonte: De Oliveira e Aznar, 2011)..........................................................................................65 
Figura 4.1 Índice de refração versus tempo para formação dos líquidos iônicos: (♦): 2-HEAB; 
(■): 2-HEAP; (▲): 2-HEAH; (−) correlação Equações 4.1 – 4.3............................................67 
Figura 4.2 Líquidos Iônicos: 2-HEAB (esquerda); 2-HEAP (centro); 2-HEAH (direita).......68 
Figura 4.3 Espectroscopia de Infra Vermelho dos líquidos iônicos: butanoato de 2-
hidroxietilamônio (2-HEAB); pentanoato de 2-hidroxietilamônio (2-HEAP) e hexanoato de 2-
hidroxietilamônio (2-HEAH) ...................................................................................................69 
Figura 4.4 RMN de Hidrogênio 2-HEAB................................................................................71 
 
 
Figura 4.5 RMN de Carbono 2-HEAB....................................................................................71 
Figura 4.6 RMN de Hidrogênio 2-HEAP................................................................................72 
Figura 4.7 RMN de Carbono 2-HEAP.....................................................................................72 
Figura 4.8 RMN de Hidrogênio 2-HEAH................................................................................73 
Figura 4.9 RMN de Carbono 2-HEAH....................................................................................73 
Figura 4.10 Densidade dos LI: (♦) 2-HEAB, (■) 2-HEAP e (▲) 2-HEAH, (●) 2-HEAP 
literatura (Iglesias et al., 2010); as linhas correspondem ao ajuste da Equação 4.4.................75 
Figura 4.11 Índice de refração dos LI: (♦) 2-HEAB, (■) 2-HEAP e (▲) 2-HEAH, (●) 2-
HEAP literatura (Iglesias et al., 2010); as linhas correspondem ao ajuste da Equação 4.4......76 
Figura 4.12 Viscosidade dos LI: (♦) 2-HEAB, (■) 2-HEAP e (▲) 2-HEAH; as linhas 
correspondem ao ajuste da Equação 4.5. .................................................................................76 
Figura 4.13 (a): Curvas termogravimétricas dos líquidos iônicos (♦): 2-HEAB; (■): 2-HEAP; 
(▲): 2-HEAH; (b): determinação da temperatura onset extrapolada.......................................79 
Figura 4.14 Capacidade calorífica (♦) 2-HEAB, (■) 2-HEAP e (▲) 2-HEAH.......................82 
Figura 4.15 Volume molar aparente versus fração molar de LI a 25 e 50 ⁰C: (a) 2-HEAB; (b) 
2-HEAP; (c) 2-HEAH...............................................................................................................83 
Figura 4.16 Volume molar de excesso versus fração molar de LI a 25 e 50 ⁰C: (a) 2-HEAB; 
(b) 2-HEAP; (c) 2-HEAH.........................................................................................................86 
Figura 4.17 Volume molar aparente versus fração molar de LI a 25 ⁰C: (a) 2-HEAB; (b) 2-
HEAP; (c) 2-HEAH..................................................................................................................88 
Figura 4.18 Volume molar de excesso versus fração molar de LI a 25 ⁰C: (a) 2-HEAB; (b) 2-
HEAP; (c) 2-HEAH..................................................................................................................92 
Figura 4.19 Experimento de ponto de névoa; (a) sistema na região homogênea; (b) sistema 
após receber 1 gota do reagente titulante e entrar na região heterogênea.................................94 
Figura 4.20 Desenvolvimento de experimento de ELL; (a) sistema sob forte agitação; (b) 30 
minutos após término da agitação; (c) 1 hora após término da agitação; (d) 3 horas após 
término da agitação...................................................................................................................95 
Figura 4.21 Curvas binodais em fração mássica para os sistemas: LI (1) + metanol (2) + 
acetato (3) a T = 25 ºC e p = 94 kPa: ◊ 2-HEAB + acetato de metila; □ 2-HEAP + acetato de 
metila; ∆ 2-HEAH + acetato de metila; × 2-HEAB + acetato de etila; * 2-HEAP + acetato de 
etila; ○ 2-HEAH + acetato de etila; +2-HEAB + acetato de propila;- 2-HEAP + acetato de 
propila; _ 2-HEAH + acetato de propila...................................................................................99 
 
 
Figura 4.22 Diagrama de fases para sistemas compostos por: 2-HEAB (1) + Metanol (2) + 
Acetato de Metila (3) a 25 ºC ± 0,01 ºC; (___□): experimental; (○): ponto de mistura ; (x): 
pontos da binodal; (a): (---◊): NRTL; (b): (---∆): ASOG.......................................................103 
Figura 4.23 Diagrama de fases para sistemas compostos por: 2-HEAP (1) + Metanol (2) + 
Acetato de Metila (3) a 25 ºC ± 0,01 ºC; (___□): experimental; (○): ponto de mistura ; (x): 
pontos da binodal; (a): (---◊): NRTL; (b): (---∆): ASOG.......................................................104 
Figura 4.24 Diagrama de fases para sistemas compostos por: 2-HEAH (1) + Metanol (2) + 
Acetato de Metila (3) a 25 ºC ± 0,01 ºC; (___□): experimental; (○):ponto de mistura ; (x): 
pontos da binodal; (a): (---◊): NRTL; (b): (---∆): ASOG.......................................................105 
Figura 4.25 Diagrama de fases para sistemas compostos por: 2-HEAB (1) + Metanol (2) + 
Acetato de Etila (3) a 25 ºC ± 0,01 ºC; (___□): experimental; (○): ponto de mistura ; (x): pontos 
da binodal; (a): (---◊): NRTL; (b): (---∆): ASOG...................................................................106 
Figura 4.26 Diagrama de fases para sistemas compostos por: 2-HEAP (1) + Metanol (2) + 
Acetato de Etila (3) a 25 ºC ± 0,01 ºC; (___□): experimental; (○):ponto de mistura ; (x): pontos 
da binodal; (a): (---◊): NRTL; (b): (---∆): ASOG...................................................................107 
Figura 4.27 Diagrama de fases para sistemas compostos por: 2-HEAH (1) +Metanol (2) + 
Acetato de Etila (3) a 25 ºC ± 0,01 ºC; (___□): experimental; (○): ponto de mistura ; (x): pontos 
da binodal; (a): (---◊): NRTL; (b): (---∆): ASOG...................................................................108 
Figura 4.28 Diagrama de fases para sistemas compostos por: 2-HEAB (1) + Metanol (2) + 
Acetatode Propila (3) a 25 ºC ± 0,01 ºC; (___□): experimental; (○): ponto de mistura ; (x): 
pontos da binodal; (a): (---◊): NRTL; (b): (---∆): ASOG.......................................................109 
Figura 4.29 Diagrama de fases para sistemas compostos por: 2-HEAP (1) + Metanol (2) + 
Acetato de Propila (3) a 25 ºC ± 0,01 ºC; (___□): experimental; (○): ponto de mistura ; (x): 
pontos da binodal; (a): (---◊): NRTL; (b): (---∆): 
ASOG......................................................................................................................................110 
Figura 4.30 Diagrama de fases para sistemas compostos por: 2-HEAH (1) + Metanol (2) + 
Acetato de Propila (3) a 25 ºC ± 0,01 ºC; (___□): experimental; (○): ponto de mistura ; (x): 
pontos da binodal; (a): (---◊): NRTL; (b): (---∆): ASOG.......................................................111 
Figura 4.31 Curvas binodais em fração mássica para os sistemas: LI (1) + etanol (2) + acetato 
(3) a T = 25 ºC e p = 94 kPa: ◊ 2-HEAB + acetato de metila; □ 2-HEAP + acetato de metila; ∆ 
2-HEAH + acetato de metila; × 2-HEAB + acetato de etila; * 2-HEAP + acetato de etila; ○ 2-
HEAH + acetato de etila; + 2-HEAB + acetato de propila; - 2-HEAP + acetato de propila; _ 2-
HEAH + acetato de propila.....................................................................................................117 
 
 
Figura 4.32 Diagrama de fases para sistemas compostos por: 2-HEAB (1) + Etanol (2) + 
Acetato de Metila (3) a 25 ºC ± 0,01 ºC; (___□): experimental; (○): ponto de mistura ; (x): 
pontos da binodal; (a): (---◊): NRTL; (b): (---∆): ASOG.......................................................121 
Figura 4.33 Diagrama de fases para sistemas compostos por: 2-HEAP (1)+Etanol 
(2)+Acetato de Metila (3) a 25 ºC ± 0,01 ºC; (___□): experimental; (○): ponto de mistura ; (x): 
pontos da binodal; (a): (---◊): NRTL; (b): (---∆): ASOG.......................................................122 
Figura 4.34 Diagrama de fases para sistemas compostos por: 2-HEAH (1) + Etanol (2) + 
Acetato de Metila (3) a 25 ºC ± 0,01 ºC; (___□): experimental; (○):ponto de mistura ; (x): 
pontos da binodal; (a): (---◊): NRTL; (b): (---∆): ASOG.......................................................123 
Figura 4.35 Diagrama de fases para sistemas compostos por: 2-HEAB (1) + Etanol (2) + 
Acetato de Etila (3) a 25 ºC ± 0,01 ºC; (___□): experimental; (○):ponto de mistura ; (x): pontos 
da binodal; (a): (---◊): NRTL; (b): (---∆): ASOG...................................................................124 
Figura 4.36 Diagrama de fases para sistemas compostos por: 2-HEAP (1) + Etanol (2) + 
Acetato de Etila (3) a 25 ºC ± 0,01 ºC; (___□): experimental; (○):ponto de mistura ; (x): pontos 
da binodal; (a): (---◊): NRTL; (b): (---∆): ASOG...................................................................125 
Figura 4.37 Diagrama de fases para sistemas compostos por: 2-HEAH (1) + Etanol (2) + 
Acetato de Etila (3) a 25 ºC ± 0,01 ºC; (___□): experimental; (○): ponto de mistura ; (x): pontos 
da binodal; (a): (---◊): NRTL; (b): (---∆): ASOG...................................................................126 
Figura 4.38 Diagrama de fases para sistemas compostos por: 2-HEAB (1) + Etanol (2) + 
Acetato de Propila (3) a 25 ºC ± 0,01 ºC; (___□): experimental; (○): ponto de mistura ; (x): 
pontos da binodal; (a): (◊): NRTL; (b): (∆): ASOG...............................................................127 
Figura 4.39 Diagrama de fases para sistemas compostos por: 2-HEAP (1) + Etanol (2) + 
Acetato de Propila (3) a 25 ºC ± 0,01 ºC; (___□): experimental; (○): ponto de mistura ; (x): 
pontos da binodal; (a): (---◊): NRTL; (b): (---∆): ASOG.......................................................128 
Figura 4.40 Diagrama de fases para sistemas compostos por: 2-HEAH (1) + Etanol (2) + 
Acetato de Propila (3) a 25 ºC ± 0,01 ºC; (___□): experimental; (○): ponto de mistura; (x): 
pontos da binodal; (a): (---◊): NRTL; (b): (---∆): ASOG.......................................................129 
Figura 4.41 Representação dos sistemas tipo I e II deste trabalho: a) diagrama tipo I (líquido 
iônico + álcool + acetato); b) diagrama tipo II (líquido iônico + água + acetato) .................133 
Figura 4.42 Curvas binodais para sistemas 2-HEAB (1) + água (2) + acetato de metila (3): 
(♦); acetato de etila (3): (♦); acetato de propila (3): (♦); destaque no canto superior esquerdo 
representa a pequena região de solubilidade na fase rica em acetato.....................................134 
 
 
Figura 4.43 Curvas binodais para sistemas 2-HEAP (1) + água (2) + acetato de metila (3): 
(■); acetato de etila (3): (■); acetato de propila (3): (■); destaque no canto superior esquerdo 
representa a pequena região de solubilidade na fase rica em acetato.....................................134 
Figura 4.44 Curvas binodais para sistemas 2-HEAH (1) + água (2) + acetato de metila (3): 
(▲); acetato de etila (3): (▲); acetato de propila (3): (▲); destaque no canto superior 
esquerdo representa a pequena região de solubilidade na fase rica em acetato......................135 
Figura 4.45 Diagrama de fases para sistemas compostos por: 2-HEAB (1) +Água (2) 
+Acetato de Metila (3) a 25 ºC ± 0,01 ºC; (___□): experimental; (○): ponto de mistura ; (x): 
pontos da binodal; (a): (---◊): NRTL; (b): (---∆): ASOG.......................................................140 
Figura 4.46 Diagrama de fases para sistemas compostos por: 2-HEAP (1)+Água (2) +Acetato 
de Metila (3) a 25 ºC ± 0,01 ºC; (___□): experimental; (○): ponto de mistura; (x): pontos da 
binodal; (a): (---◊): NRTL; (b): (---∆): ASOG........................................................................141 
Figura 4.47 Diagrama de fases para sistemas compostos por: 2-HEAH (1)+Água (2) 
+Acetato de Metila (3) a 25 ºC ± 0,01 ºC; (___□): experimental; (○): ponto de mistura ; (x): 
pontos da binodal; (a): (---◊): NRTL; (b): (---∆): ASOG.......................................................142 
Figura 4.48 Diagrama de fases para sistemas compostos por: 2-HEAB (1) +Água (2) 
+Acetato de Etila (3) a 25 ºC ± 0,01 ºC; (___□): experimental; (○): ponto de mistura ; (x): 
pontos da binodal; (a): (---◊): NRTL; (b): (---∆): ASOG.......................................................143 
Figura 4.49 Diagrama de fases para sistemas compostos por: 2-HEAP (1)+Água (2)+Acetato 
de Etila (3) a 25 ºC ± 0,01 ºC; (___□): experimental; (○): ponto de mistura ; (x): pontos da 
binodal; (a): (---◊): NRTL; (b): (---∆): ASOG........................................................................144 
Figura 4.50 Diagrama de fases para sistemas compostos por: 2-HEAH (1)+Água (2)+Acetato 
de Etila (3) a 25 ºC ± 0,01 ºC; (___□): experimental; (○): ponto de mistura ; (x): pontos da 
binodal; (a): (---◊): NRTL; (b): (---∆): ASOG........................................................................145 
Figura 4.51 Diagrama de fases para sistemas compostos por: 2-HEAB (1) +Água (2) 
+Acetato de Propila (3) a 25 ºC ± 0,01 ºC; (___□): experimental; (○): ponto de mistura ; (x): 
pontos da binodal; (a): (---◊): NRTL; (b): (---∆): ASOG.......................................................146 
Figura 4.52 Diagrama de fases para sistemas compostos por: 2-HEAP (1) +Água (2) 
+Acetato de Propila (3) a 25 ºC ± 0,01 ºC; (___□): experimental; (○): ponto de mistura ; (x): 
pontos da binodal; (a): (---◊): NRTL; (b): (---∆): ASOG.......................................................147 
Figura 4.53 Diagrama de fases para sistemas compostos por: 2-HEAH (1) +Água (2) 
+Acetato de Propila (3) a 25 ºC ± 0,01 ºC; (___□): experimental; (○): ponto de mistura ; (x): 
pontos da binodal; (a): (---◊): NRTL; (b): (---∆): ASOG.......................................................148 
 
 
Figura 4.54 Coeficientes de distribuição de água, K2, em líquidos iônicos e acetatos..........152 
Figura 4.55 Coeficientes de distribuição de metanol,K2, em líquidos iônicos e acetatos.....153 
Figura 4.56 Coeficientes de distribuição de etanol, K2, em líquidos iônicos e acetatos........153 
Figura 4.57 Coeficientes de distribuição de diluentes, K3, em líquidos iônicos, tendo água 
como soluto.............................................................................................................................154 
Figura 4.58 Coeficientes de distribuição de diluentes, K3, em líquidos iônicos, tendo metanol 
como soluto.............................................................................................................................154 
Figura 4.59 Coeficientes de distribuição de diluentes, K3, em líquidos iônicos, tendo etanol 
como soluto.............................................................................................................................154 
Figura 4.60 Seletividade (K2/K3) dos líquidos iônicos com água, a 25 ºC............................155 
Figura 4.61 Seletividade (K2/K3) dos líquidos iônicos com metanol, a 25 ºC.......................155 
Figura 4.62 Seletividade (K2/K3) dos líquidos iônicos com etanol, a 25 ºC..........................155 
Figura 4.63 Distribuição de água entre líquido iônico (1) e acetato (3), a 25 ºC: ◊ 2-HEAB + 
acetato de metila; □ 2-HEAP + acetato de metila; ∆ 2-HEAH + acetato de metila; × 2-HEAB 
+ acetato de etila; * 2-HEAP + acetato de etila; ○ 2-HEAH + acetato de etila; + 2-HEAB + 
acetato de propila; - 2-HEAP + acetato de propila; _ 2-HEAH + acetato de propila.............156 
Figura 4.64 Distribuição de metanol entre líquido iônico (1) e acetato (3), a 25 ºC: ◊ 2-HEAB 
+ acetato de metila; □ 2-HEAP + acetato de metila; ∆ 2-HEAH + acetato de metila; × 2-
HEAB + acetato de etila; * 2-HEAP + acetato de etila; ○ 2-HEAH + acetato de etila; + 2-
HEAB + acetato de propila; - 2-HEAP + acetato de propila; _ 2-HEAH + acetato de 
propila.....................................................................................................................................157 
Figura 4.65 Distribuição de etanol entre líquido iônico (1) e acetato (3), a 25 ºC: ◊ 2-HEAB + 
acetato de metila; □ 2-HEAP + acetato de metila; ∆ 2-HEAH + acetato de metila; × 2-HEAB 
+ acetato de etila; * 2-HEAP + acetato de etila; ○ 2-HEAH + acetato de etila; + 2-HEAB + 
acetato de propila; - 2-HEAP + acetato de propila; _ 2-HEAH + acetato de propila.............157 
Figura 4.66 Percentual de extração de água a 25 ºC; ◊ 2-HEAB + acetato de metila; □ 2-
HEAP + acetato de metila; ∆ 2-HEAH + acetato de metila; × 2-HEAB + acetato de etila; * 2-
HEAP + acetato de etila; ○ 2-HEAH + acetato de etila; + 2-HEAB + acetato de propila; - 2-
HEAP + acetato de propila; _ 2-HEAH + acetato de propila.................................................159 
Figura 4.67 Percentual de extração de metanol a 25 ºC; ◊ 2-HEAB + acetato de metila; □ 2-
HEAP + acetato de metila; ∆ 2-HEAH + acetato de metila; × 2-HEAB + acetato de etila; * 2-
HEAP + acetato de etila; ○ 2-HEAH + acetato de etila; + 2-HEAB + acetato de propila; - 2-
HEAP + acetato de propila; _ 2-HEAH + acetato de propila.................................................159 
 
 
Figura 4.68 Percentual de extração de etanol a 25 ºC: ◊ 2-HEAB + acetato de metila; □ 2-
HEAP + acetato de metila; ∆ 2-HEAH + acetato de metila; × 2-HEAB + acetato de etila; * 2-
HEAP + acetato de etila; ○ 2-HEAH + acetato de etila; + 2-HEAB + acetato de propila; - 2-
HEAP + acetato de propila; _ 2-HEAH + acetato de 
propila.....................................................................................................................................160 
 
 
 
 
 
 
ÍNDICE DE TABELAS 
Tabela 2.1 Classificação dos reagentes para síntese dos líquidos iônicos, conforme o Comitê 
de Materiais Perigosos da Academia Nacional de Ciências dos Estados Unidos (NAS).........36 
Tabela 3.1 Informações sobre os reagentes utilizados neste estudo........................................50 
Tabela 3.2 Estrutura dos compostos utilizados neste trabalho.................................................51 
Tabela 3.3 Valores de υk,i e υiFH dos compostos......................................................................62 
Tabela 3.4 Parâmetros de interação do grupo ASOG mk/l e nk/l utilizados...........................62 
Tabela 4.1 Índices de refração em intervalos de tempo da reação para formação dos líquidos 
iônicos.......................................................................................................................................67 
Tabela 4.2 Características da frequencia de absorção dos grupos funcionais em análise de 
FTIR dos líquidos iônicos.........................................................................................................70 
Tabela 4.3 RMN (hidrogênio e carbono) com deslocamentos químicos (ppm) dos 
componentes dos líquidos iônicos estudados a 25 ºC, fornecido por experimentos 2D: 1H e 
13C............................................................................................................................................74 
Tabela 4.4 Densidade, ρ, índice de refração, nD, viscosidade, µ, e desvio padrão, σ, dos 
líquidos iônicos.........................................................................................................................77 
Tabela 4.5 Parâmetros ajustados das Equações 4.4 e 4.5 e desvios padrões (σpad) 
correlacionados entre dados experimental a calculado.............................................................78 
Tabela 4.6 Temperaturas obtidas das curvas de TGA, T0 (K): temperatura de perda de 5% de 
massa; Ton (K): temperatura onset extrapolada; TT (K): temperatura de perda total de 
massa.........................................................................................................................................80 
Tabela 4.7 Capacidade calorífica dos líquidos iônicos: 2-HEAB, 2-HEAP, 2-HEAH e safira 
(material referência) .................................................................................................................81 
Tabela 4.8 Fração molar, x1, molalidade, m, densidade, ρ, volume molar aparente, Vϕ,1, 
volume molar de excesso, VmE de líquidos iônicos (1) + água (2) ...........................................84 
Tabela 4.9 Coeficientes de Equação de Redlich-Meyer para Volume Molar Aparente de 
líquidos iônico + água a 25 e 50 ºC e ARD %..........................................................................85 
Tabela 4.10 Coeficientes de Equação de Redlich-Kister para Volume Molar de Excesso de 
líquidos iônico + água a 25 e 50 ºC e ARD %..........................................................................87 
Tabela 4.11 Fração molar, x1, molalidade, m, densidade, ρ, volume molar aparente, Vϕ,1 e 
volume molar de excesso, VmE, de líquido iônico (1) + metanol (2) a 25 ºC............................89 
 
 
Tabela 4.12 Fração molar, x1, molalidade, m, densidade, ρ, volume molar aparente, Vϕ,1 e 
volume molar de excesso, VmE, de líquido iônico (1) + etanol (2) a 25 ºC...............................90 
Tabela 4.13 Coeficientes de Equação de Redlich-Meyer para Volume Molar Aparente de 
líquidos iônico (1) + metanol ou etanol (2) a 25 ºC e ARD %.................................................91 
Tabela 4.14 Coeficientes de Equação de Redlich-Kister para Volume Molar de Excesso de 
líquidos iônico (1) + metanol ou etanol (2) a 25 ºC e ARD %.................................................93 
Tabela 4.15 Dados das curvas binodais: fração mássica (w), dos sistemas Líquido Iônico (1) 
+ Metanol (2) + Acetato (3) a T = 25 ºC e p = 94 kPa..............................................................97 
Tabela 4.16 Parâmetros ajustados, obtidos da Equação 4.7, para curva de calibração..........100 
Tabela 4.17 Dados de ELL para sistemas: Líquido Iônico (1) + Metanol (2) + Acetato a T = 
298.15 K e p = 94 kPa.............................................................................................................101Tabela 4.18 Parâmetros e coeficientes de correlação (R2) das correlações de Hand e Othmer-
Tobias, para os sistemas ternários líquido iônico (1) + metanol (2) + acetato de 
metila/etila/propila (3) a 25 °C................................................................................................112 
Tabela 4.19 Parâmetros de interação binária estimados para modelo NRTL: Metanol (1), 
Acetato de Metila (2), Acetato de Etila (3), Acetato de Propila (4), 2-HEAB (5) e 2-HEAP 
(6), 2-HEAH (7), a T = 25 ºC e p = 94 kPa............................................................................113 
Tabela 4.20 Parâmetros para os pares de grupos, estimados pelo método ASOG, a T = 25 ºC 
e p = 94 kPa.............................................................................................................................114 
Tabela 4.21 Média dos desvios médios quadráticos entre dados experimentais e calculados 
por NRTL e ASOG, Equação 3.7...........................................................................................114 
Tabela 4.22 Dados das curvas binodais: fração mássica (w), dos sistemas Líquido Iônico (1) 
+ Etanol (2) + Acetato (3) a T = 25 ºC e p = 94 kPa...............................................................115 
Tabela 4.23 Parâmetros ajustados, obtidos da Equação 4.7, para curva de calibração..........118 
Tabela 4.24 Dados de Equilíbrio Líquido-Líquido para sistemas: Líquido Iônico (1) + Etanol 
(2) + Acetato a T = 298.15 K e p = 94 kPa.............................................................................119 
Tabela 4.25 Parâmetros e coeficientes de correlação (R2) das correlações de Hand e Othmer-
Tobias, para os sistemas ternários líquido iônico (1) + etanol (2) + acetato de 
metila/etila/propila (3) a 25 °C................................................................................................130 
Tabela 4.26 Parâmetros de interação binária estimados para modelo NRTL: Etanol (1), 
Acetato de Metila (2), Acetato de Etila (3), Acetato de Propila (4), 2-HEAB (5) e 2-HEAP 
(6), 2-HEAH (7), a T = 25 ºC e p = 94 kPa............................................................................131 
 
 
Tabela 4.27 Média dos desvios médios quadráticos entre dados experimentais e calculados 
por NRTL e ASOG, Equação 3.7...........................................................................................132 
Tabela 4.28 Dados das curvas binodais: fração mássica (w), dos sistemas Líquido Iônico (1) 
+ Água (2) + Acetato (3) a T = 25 ºC e p = 94 kPa................................................................135 
Tabela 4.29 Parâmetros ajustados, obtidos da Equação 4.7, para curva de calibração da fase 
rica em LI................................................................................................................................137 
Tabela 4.30 Parâmetros das retas ligando pontos de mistura e pontos de equilíbrio na fase rica 
em LI.......................................................................................................................................138 
Tabela 4.31 Dados de Equilíbrio Líquido-Líquido para sistemas: Líquido Iônico (1) + Água 
(2) + Acetato a T = 298.15 K e p = 94 kPa.............................................................................139 
Tabela 4.32 Parâmetros e coeficientes de determinação (R2) das correlações de Hand e 
Othmer-Tobias, para os sistemas ternários líquido iônico (1) + água (2) + acetato de metila / 
etila / propila (3) a 25 °C.........................................................................................................149 
Tabela 4.33 Parâmetros de interação binária estimados para modelo NRTL: Água (1), 
Acetato de Metila (2), Acetato de Etila (3), Acetato de Propila (4), 2-HEAB (5), 2-HEAP (6) 
e 2-HEAH (7) e a T = 25 ºC e p = 94 kPa...............................................................................150 
Tabela 4.34 Parâmetros para os pares de grupos, estimados pelo método ASOG, a T = 25 ºC 
e p = 94 kPa.............................................................................................................................151 
Tabela 4.35 Média dos desvios médios quadráticos entre dados experimentais e calculados 
por NRTL e ASOG, Equação 3.7...........................................................................................151 
 
 
 
ÍNDICE DE EQUAÇÕES 
Equação 2.1.............................................................................................................................39 
Equação 2.2.............................................................................................................................39 
Equação 2.3.............................................................................................................................40 
Equação 2.4.............................................................................................................................40 
Equação 2.5.............................................................................................................................40 
Equação 2.6.............................................................................................................................40 
Equação 2.7.............................................................................................................................41 
Equação 2.8.............................................................................................................................41 
Equação 2.9.............................................................................................................................45 
Equação 2.10...........................................................................................................................45 
Equação 2.11...........................................................................................................................45 
Equação 2.12...........................................................................................................................45 
Equação 2.13...........................................................................................................................45 
Equação 2.14...........................................................................................................................45 
Equação 2.15...........................................................................................................................46 
Equação 2.16...........................................................................................................................48 
Equação 2.17...........................................................................................................................48 
Equação 2.18...........................................................................................................................48 
Equação 2.19...........................................................................................................................48 
Equação 2.20...........................................................................................................................49 
Equação 2.21...........................................................................................................................49 
Equação 2.22...........................................................................................................................49 
Equação 3.1.............................................................................................................................56 
Equação 3.2.............................................................................................................................57 
Equação 3.3.............................................................................................................................57 
Equação 3.4.............................................................................................................................58Equação 3.5.............................................................................................................................58 
Equação 3.6.............................................................................................................................63 
Equação 3.7.............................................................................................................................63 
Equação 3.8.............................................................................................................................64 
 
 
Equação 3.9.............................................................................................................................64 
Equação 3.10...........................................................................................................................64 
Equação 3.11...........................................................................................................................65 
Equação 3.12...........................................................................................................................65 
Equação 3.13...........................................................................................................................65 
Equação 4.1.............................................................................................................................66 
Equação 4.2.............................................................................................................................66 
Equação 4.3.............................................................................................................................66 
Equação 4.4.............................................................................................................................78 
Equação 4.5.............................................................................................................................78 
Equação 4.6.............................................................................................................................78 
Equação 4.7.............................................................................................................................96 
 
 
 
 
 
 
 
LISTA DE NOMECLATURAS 
Letras latinas 
ak/l parâmetro de interação de grupo que depende da temperatura, modelo 
ASOG 
A parâmetro de ajuste 
Bv parâmetro empírico do volume molar aparente 
constH constante do teste de Hand 
constOT constante do teste de Othmer-Tobias 
D número de conjunto de dados 
E percentual de extração 
h distância entre tie - line e seu respectivo ponto de mistura 
K coeficiente de partição do soluto 
kH constante do teste de Hand 
kOT constante do teste de Othmer-Tobias 
mk/l e nk/l parâmetros de interação que dependem do grupo, modelo ASOG 
m molalidade 
M massa molar 
N número de componentes 
NG número de grupos da mistura 
nD Índice de refração 
p pressão 
P Parâmetro de regressão para curva de calibração para determinação das 
composições em equilíbrio 
R constante dos gases ideais 
R2 coeficiente de determinação 
S seletividade 
 
 
Sv parâmetro empírico do volume molar aparente 
T temperatura 
V volume 
x fração molar 
w fração mássica 
Letras gregas 
αij parâmetro de não randomicidade da mistura, modelo NRTL 
σ desvio 
µ viscosidade 
ρ densidade 
ϴ propriedade física (ρ ou nD) 
γ coeficiente de atividade 
ik ,υ átomos diferentes de hidrogênio do grupo k e molécula i 
FH
iυ soma dos átomos da estrutura 
Γk, coeficiente de atividade residual do grupo k na mistura 
Γk
(i)
 coeficiente de atividade residual do grupo k no composto puro i 
ϕ molar aparente 
ϕ
0
 parcial molar 
Unidades 
⁰C Graus Celsius 
cm centímetro 
g grama 
J Joule 
K Kelvin 
kg quilograma 
 
 
m metro 
mol mol 
Pa Pascal 
s segundo 
Abreviações 
2-HEAB butanoato de 2-hidroxietilamônio 
2-HEAP pentanoato de 2-hidroxietilamônio 
2-HEAH hexanoato de 2-hidroxietilamônio 
ARD média do desvio relativo 
ASOG Analytical Solutions of Groups 
ASTM American Section of the International Association for Testing and 
Materials 
BASIL Biphasic Acid Scavenging Using Ionic Liquids 
CA Central Analítica 
COV Composto Orgânico Volátil 
DSC Digital Scan Calorimeter 
ELL Equilíbrio Líquido Líquido 
EXTRAE Laboratório de Extração, Termodinâmica Aplicada e Equilíbrio 
FTIR Fourier Transform Infrared Spectroscopy 
GECIM Grupo de Energia e Ciência dos Materiais 
LEF Laboratório de Equilíbrio de Fases 
LI Líquido Iônico 
LRAC Laboratório de Recursos Analíticos e de Calibração 
NAS National Academy Science 
NRTL Non Random Two Liquid 
ppm parte por milhão 
 
 
RMN Ressonância Magnética Nuclear 
TGA Thermogravimetric analysis 
UNIFAC Universal Functional Group Activity Coefficients 
UNIQUAC UNIversalQUAsiChemical 
Subscritos 
0 perda inicial de massa 
1 solvente 
2 soluto 
3 diluente 
abs absoluto 
calc calculado 
exp experimental 
i componente 
on onset 
pad padrão 
rel relativo 
t perda total de massa 
Sobrescritos 
mist mistura 
C parte entrópica 
E excesso 
FH Flory-Huggins 
G grupos 
R parte entálpica 
 
 
 
 
SUMÁRIO 
RESUMO ...................................................................................................................................... 7 
ABSTRACT .................................................................................................................................. 8 
ÍNDICE DE FIGURAS ................................................................................................................. 9 
ÍNDICE DE TABELAS .............................................................................................................. 16 
ÍNDICE DE EQUAÇÕES ........................................................................................................... 19 
LISTA DE NOMECLATURAS ................................................................................................. 21 
1. INTRODUÇÃO .................................................................................................................. 27 
1.1 OBJETIVOS ..................................................................................................................... 29 
2. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA ................................................................................................ 30 
2.1 LÍQUIDOS IÔNICOS ....................................................................................................... 30 
2.1.1 USO DOS LÍQUIDOS IÔNICOS COMO SOLVENTE ........................................... 32 
2.1.2 SÍNTESE DOS LÍQUIDOS IÔNICOS ...................................................................... 34 
2.1.3 LÍQUIDOS IÔNICOS: SOLVENTES DE MENOR IMPACTO AMBIENTAL ...... 36 
2.1.4 RECUPERAÇÃO E RECICLO DOS LÍQUIDOS IÔNICOS ................................... 37 
2.2 EXTRAÇÃO LÍQUIDO-LÍQUIDO ................................................................................. 37 
2.3 EQUILÍBRIO LÍQUIDO-LÍQUIDO ................................................................................ 40 
2.4 MODELAGEM TERMODINÂMICA ............................................................................. 43 
2.4.1 NRTL ......................................................................................................................... 44 
2.4.2 ASOG ......................................................................................................................... 46 
3. MATERIAL E MÉTODOS ................................................................................................ 50 
3.1 REAGENTES .............................................................................................................50 
3.2 SÍNTESE E PURIFICAÇÃO ...................................................................................... 51 
3.3 CARACTERIZAÇÃO ...................................................................................................... 54 
3.4 PROPRIEDADES ............................................................................................................. 55 
3.5 VOLUMES MOLARES ................................................................................................... 56 
3.6 EQUILÍBRIO LÍQUIDO-LÍQUIDO ................................................................................ 58 
3.7 MODELAGEM TERMODINÂMICA DOS DADOS EXPERIMENTAIS ..................... 61 
3.8 AVALIAÇÃO DA QUALIDADE DOS DADOS TERMODINÂMICOS ....................... 63 
4. RESULTADOS E DISCUSSÃO ........................................................................................ 66 
4.1 SÍNTESE E PURIFICAÇÃO ...................................................................................... 66 
4.1.1 ANÁLISE DE ESTRUTURA ............................................................................. 69 
 
 
4.2 PROPRIEDADES ....................................................................................................... 74 
4.2.1 DENSIDADE, ÍNDICE DE REFRAÇÃO, VISCOSIDADE ............................. 74 
4.2.2 TEMPERATURA DE DEGRADAÇÃO E CAPACIDADE CALORÍFICA ..... 79 
4.3 VOLUMES MOLARES ............................................................................................. 82 
4.3.1 LÍQUIDO IÔNICO + ÁGUA .................................................................................... 82 
4.3.2 LÍQUIDOS IÔNICOS + METANOL/ETANOL ....................................................... 87 
4.4 EQUILÍBRIO LÍQUIDO-LÍQUIDO ................................................................................ 93 
4.4.1 SISTEMAS: LÍQUIDO IÔNICO + METANOL + ACETATO ................................ 97 
4.4.2 SISTEMAS: LÍQUIDO IÔNICO + ETANOL + ACETATO .................................. 115 
4.4.3 SISTEMAS: LÍQUIDO IÔNICO + ÁGUA + ACETATO ...................................... 132 
4.5 SELETIVIDADE E EXTRAÇÃO DOS LÍQUIDOS IÔNICOS .................................... 152 
5. CONCLUSÕES ................................................................................................................. 161 
6. SUGESTÕES PARA TRABALHOS FUTUROS ............................................................ 163 
7. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS .............................................................................. 164 
APÊNDICES ............................................................................................................................. 172 
APÊNDICE I ............................................................................................................................. 172 
APÊNDICE II ........................................................................................................................... 176 
APÊNDICE III .......................................................................................................................... 178 
APÊNDICE IV .......................................................................................................................... 180 
APÊNDICE V ........................................................................................................................... 182 
 
 
 
 
 
27 
 
1. INTRODUÇÃO 
Atualmente estudos objetivando desenvolver materiais que apresentem baixos 
impactos ambientais vem aumentado consideravelmente. Solventes tradicionais tem alta 
pressão de vapor, alta inflamabilidade, apresentam uma pequena faixa de estabilidade térmica 
e são altamente poluentes (FERREIRA et al., 2012). Observando esses aspectos, líquidos 
iônicos podem ser uma alternativa atrativa como material substituto de grande parte dos 
solventes utilizados pelas indústrias químicas, alimentícias e outras, considerando que estes 
apresentam aspectos antagônicos aos mencionados acima. Tais características fazem dos 
líquidos iônicos um produto da química verde e de menor impacto ambiental. 
Líquidos iônicos são capazes de dissolver uma ampla variedade de substâncias 
orgânicas e inorgânicas (FREIRE et al., 2011) e vem sendo utilizados como solvente em 
processos de separação (ÁLVAREZ et al., 2010a), polimerização (KUBISA, 2004) ou como 
meio de pré tratamento de biomassa (DADI et al., 2007; LEE et al., 2009), e estão recebendo 
consideravel atenção, devido a suas evidentes aplicações. 
Líquidos iônicos são sais que consistem de íons positivos e negativos, de natureza 
hidrofílica ou hidrofóbica. São também líquidos a temperaturas abaixo de 100 ⁰C, diferente 
dos sais convencionais (ÁLVAREZ et al., 2010c; IGLESIAS et al. 2010; TALAVERA-
PRIETO et al., 2014), e devido ao empacotamento dos pares de íons que impede uma 
estrutura eletrostática ordenada, uma fase sólida não pode ser formada sob condições 
ambiente (COTA et al., 2007). 
Mesmo que o primeiro líquido iônico tenha sido reportado há mais de um século, 
em 1888, apenas nesta última década estudos envolvendo este tipo de material vem recebendo 
especial atenção. A base de dados Scopus apresenta mais de 30.000 artigos relacionados a 
líquidos iônicos nos últimos 10 anos. 
No começo das pesquisas com líquidos iônicos, estes eram um grupo de sais que 
se apresentavam na forma líquida, em temperatura ambiente. Agora são amplamente 
reconhecidos por apresentarem variação em suas propriedades, quando tratando-se de líquidos 
diferentes entre si, pois por serem “solventes projetáveis”, é possível ajustar suas propriedades 
através da escolha do cátion e do ânion (ÁLVAREZ et al., 2010c; BHATTACHARJEE et al., 
28 
 
2012). Uma vez que suas propriedades podem ser ajustadas através destas combinações de 
seus íons, eles podem ser ajustados a tarefas específicas (AGUIRRE et al., 2012). Apesar 
disso, assim como os solventes convencionais, os líquidos iônicos sempre terão aspectos 
negativos e positivos que deverão ser cuidadosamente analisados quando utilizados para 
determinado fim (ZIYADA et al., 2010). 
Existe uma divisão na classe dos líquidos iônicos em apróticos e próticos 
(IGLESIAS et al., 2010; ÁLVAREZ et al., 2010c; TALAVERA-PRIETO et al., 2014). 
Líquidos apróticos são amplamente mais estudados (AZNAR, 2007; CHOWDHURY et al., 
2008; DE OLIVEIRA et al., 2010; ANANTHARAJ e BANERJEE., 2011; BITTNER et al., 
2012), porém é possível encontrar artigos que recomendam o uso de líquidos iônicos próticos, 
por algumas razões como: a simplicidade na produção, baixo custo e elevada eficiência em 
processos (IGLESIAS et al., 2010; COTA et al., 2007; ÁLVAREZ et al., 2010c; ÁLVAREZ 
et al., 2011). Do ponto de vista de solvatação os líquidos iônicos próticos são interessantes 
pois possuem um próton permutável e são produzidos pela transferência prótica em uma 
reação ácido-base estequiométrica, e quando comparados aos líquidos iônicos apróticos, a 
maior diferença é a presença de um próton (ou prótons) capaz de promover uma extensa rede 
de ligações de hidrogênio (ÁLVAREZ et al., 2010c; IGLESIAS et al., 2010). 
Líquidos iônicos são classicamente usados como solventes em processos de 
extração líquido – líquido, considerando que a separação de misturas de ésteres e alcoóis é um 
desafio, devido a esses componentes, quando misturados, formarem azeótropos e assim de 
difícil destilação, logo a extração líquido – líquido se torna uma alternativa. Por exemplo, 
acetato de metila pode ser produzido durante a síntese de álcool polivinílico (GENDUSO et 
al., 2015) e usualmente solventes tradicionais, como água e etilenoglicol, são utilizados nesta 
separação. 
Fica, portanto, evidente o crescente interesse em líquidos iônicos, nos mais 
diversos campos, por razões ecológicas, econômicas e também por questões de eficiência, 
especialmentena área do equilíbrio de fases de misturas multicomponentes. O máximo de 
informações disponíveis é decisivo para o completo entendimento desta ampla classe de 
material. 
 
29 
 
1.1 OBJETIVOS 
Os objetivos específicos deste trabalho foram: 
● A partir dos reagentes monoetanolamina e ácidos orgânicos (ácido butanóico, 
pentanóico e hexanóico) sintetizar os líquidos iônicos: butanoato de 2-hidroxietilamônio (2-
HEAB), pentanoato de 2-hidroxietilamônio (2-HEAP) e hexanoato de 2-hidroxietilamônio (2-
HEAH), aplicando a técnica descrita por Álvarez et al. (2010a). Após a formação dos líquidos, 
comprovar a formação dos sais de amônio pelas técnicas de FT-IR e RMN de hidrogênio e 
carbono; 
● Estudar o equilíbrio líquido-líquido de sistemas ternários, envolvendo 3 
solventes (líquidos iônicos), 3 solutos (água, metanol e etanol) e 3 diluentes (acetatos de 
metila, etila e propila). 
● Realizar a modelagem termodinâmica dos dados experimentais de equilíbrio 
líquido-líquido utilizando modelo NRTL e método ASOG. 
E como objetivos secundários: 
● Determinar importantes propriedades físicas dos líquidos iônicos sintetizados: 
densidade, índice de refração, viscosidade, temperatura de degradação térmica e capacidade 
calorífica; 
● A partir dos dados provenientes de densidade das misturas binárias, determinar 
volumes molares das misturas solvente + soluto, dos sistemas referidos acima. 
Os compostos foram selecionados a partir dos seguintes critérios: disponibilidade 
de dados na literatura e relevância na área da pesquisa. O objetivo principal é contribuir com 
dados experimentais inéditos de ELL de sistemas ternários contendo líquidos iônicos, sendo 
esses sintetizados experimentalmente. 
 
 
30 
 
2. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA 
2.1 LÍQUIDOS IÔNICOS 
Ao se deparar com o termo, “líquido iônico”, em princípio, dois conceitos ou duas 
formas de compreensão podem ser consideradas: uma solução contendo íons dissociados, 
como por exemplo uma solução de NaCl ou sais que foram submetidos a altas temperaturas 
até atingirem o ponto de fusão (sabe-se que para fundir um sal tradicional são necessárias 
altas temperaturas, acima de 700 ºC). Assim, qualquer composto que apresente uma estrutura 
cristalina iônica-covalente que esteja em estado líquido, a princípio pode ser considerado um 
sal iônico, ou sal fundido (DUPONT et al., 2000). 
Entretanto, há um consenso de que o termo “líquido iônico” se refere a compostos 
iônicos que apresentam ponto de fusão abaixo de 100 ºC (WASSERSCHEID e KEIM, 2000). 
Tipicamente, esses compostos tem excelente estabilidade química e térmica, pressão de vapor 
desprezível, baixa viscosidade (relativa aos sais fundidos) e muitos deles são descritos como 
menos agressivos ao meio ambiente (ÁLVAREZ et al., 2010c; IGLESIAS et al., 2010). 
A combinação de diferentes cátions e ânions pode resultar em sais com pontos de 
fusão baixos. Os cátions dos líquidos iônicos são, geralmente, uma estrutura orgânica de 
grande simetria, sendo etanolamina, sulfônio, fosfônio, imidazólio e piridina, os cátions mais 
utilizados. Essa escolha também permite que propriedades como ponto de fusão, viscosidade 
e miscibilidade em outros solventes possam ser alteradas. Os ânions que formam os líquidos 
iônicos são geralmente compostos orgânicos (ácidos carboxílicos) ou inorgânicos, que têm 
uma carga negativa difusa ou protegida (CLARE et al., 2009). De acordo com Marsh e 
colaboradores (2004), o número de líquidos iônicos sintetizados em 2004 já ultrapassava a 
marca de 500. 
Os relatos dos primeiros líquidos iônicos não são recentes, sendo o nitrato de 2-
hidroxietilamônio, que tem ponto de fusão de 52-55 ºC, descrito pela primeira vez em 1888 
(GABRIEL e WEINER, 1888), e nitrato de etilamônio, com ponto de fusão de 12 °C, em 
1914 (WALDEN, 1914). Na década de 1940, foi descoberto que, quando misturados cloreto 
de alquilpiridínio e tricloreto de alumínio, como mostrado na Figura 2.1, forma-se um sistema 
iônico com baixa temperatura de fusão. Este sistema apresenta uma fraca interação interiônica 
31 
 
e, por consequencia, uma baixa energia de retículo cristalino e baixa temperatura de fusão, 
próxima a -40 ºC (STRACKE, 2008). 
 
 
Figura 2.1 Reação de metátese de sais de piridínio 
 
Pesquisas com líquidos iônicos ficaram por mais de 80 anos esquecidas, 
resurgindo em meados dos anos 80 e ganhando maior interesse nos anos 2000, fato este que 
continua em expansão até os dias de hoje, como mostra a Figura 2.2, que traz o número de 
publicações relacionadas a líquidos iônicos, desde seus primeiros relatos. É visível que existe 
uma crescente percepção de que há uma grande diversidade de sais de baixo ponto de fusão, 
nunca antes explorados, oferecendo novas oportunidades de pesquisa. É inegável que a 
investigação sobre o uso de líquidos iônicos continuará a crescer. 
 
 
Figura 2.2 Publicações relacionadas ao termo “líquido iônico” em títulos, abstract ou palavras-
chave verificadas na Base Scopus, desde os primeiros relatos até atualmente (2016) 
 
0
5.000
10.000
15.000
20.000
25.000
30.000
35.000
40.000
N
ú
m
e
ro
 d
e
 p
u
b
lic
a
çõ
e
s 
Anos das publicações 
1900-1979
1980-1999
2000-2015
32 
 
Em março de 2003, a empresa BASF anunciou o primeiro processo industrial com 
o uso de um líquido iônico, o processo BASIL (Biphasic Acid Scavenging Using Ionic 
Liquids). O uso de líquidos iônicos como meio de reação para processos químicos rendeu à 
BASF o prêmio de “Inovação para o Crescimento”, de 2004. Neste processo, 1-
metilimidazolio foi a base que apresentou melhor resultado na interação com o ácido 
clorídrico, um dos subprodutos mais encontrados nas indústrias químicas (MAASE e 
MASSONNE, 2009). 
Em 2014, o setor têxtil apresentou interesse em desenvolver pesquisas com o uso 
de líquidos iônicos. A Feira de Tecnologias para a Indústria Têxtil - Tecnotêxtil Brasil 2014, 
apresentou o trabalho de Moraes e colaboradores (MORAES et al., 2014) que aborda o uso de 
um líquido iônico como substituto da água, em processos de tingimento de tecidos. Processos 
de tingimento de tecidos gastam cerca de 125 a 150 litros de água para cada 1 quilo de tecido 
(MORAES et al., 2014). Líquidos iônicos próticos foram utilizados no lugar da água para o 
tingimento de tecidos multifibras e os resultados de intensidade colorística deste trabalho 
mostraram que é possível propor um processo alternativo de tingimento sem uso direto de 
água, o que pode ser bastante interessante no cenário atual de crise de abastecimento desse 
recurso natural. 
 
2.1.1 USO DOS LÍQUIDOS IÔNICOS COMO SOLVENTE 
Ligações de hidrogênio, em geral, têm grande influência sobre interações 
solvente-soluto, provavelmente mais do que qualquer outra propriedade no solvente. 
Solventes que têm ligações O-H ou N-H doam prótons, e são capazes de formar ligações de 
hidrogênio, enquanto grande parte dos hidrogênios ligados ao carbono é muito fracamente 
ácida para formar ligações de hidrogênio. 
Solventes com constante dielétrica superior a 15 podem ser divididos em próticos 
e apróticos, e classificam-se como solventes próticos aqueles que são bons doadores de 
prótons e formam ligação de hidrogênio entre ácido e base, e como solventes apróticos 
aqueles que não o são (IGLESIAS et al., 2010; SANTOS et al., 2014). Sendo os líquidos 
33 
 
iônicos considerados solventes, estes também podem ser divididos entre solventes próticos ou 
apróticos. 
A volatilidade dos líquidos iônicos apróticos é considerada insignificante 
(MIRJAFARI et al., 2012), sendo esta uma das vantagens destes líquidos, e tem sido a 
justificativa para a sua caracterização como “solventes ecológicos”. Assim, têm menos 
chances de serem inflamáveis ou explosivos, pela distribuição aérea de seus vapores.Esta 
característica os mostra com uma grande vantagem frente aos compostos orgânicos voláteis 
(COV). Além disso, dependendo do processo, muitos líquidos iônicos podem ser reciclados e 
reutilizados (RENNER, 2001; VISSER et al. 2002). Os líquidos iônicos próticos se 
assemelham aos apróticos, na questão de baixa volatilidade, quando sua constante de 
dissociação, pKa, é próxima de 10 (MIRJAFARI et al., 2012). 
A vantagem de ser um material com baixa pressão de vapor fica ainda mais em 
evidência quando associado a um processo de reaproveitamento de resíduo, como é o caso da 
produção de álcool de segunda geração. Líquidos iônicos vêm sendo empregados como meio 
de pré-tratamento, realizado para facilitar a conversão de material lignocelulósico em açúcar 
redutor que pode ser subsequentemente convertido em bio-etanol por meio de processo de 
fermentação. Pré-tratamento com líquidos iônicos podem reduzir a cristalinidade da celulose e 
da hemicelulose e remover parcialmente a lignina sem gerar produtos de degradação, que são 
inibidores de enzimas ou microorganismos da fermentação (DADI et al., 2007; LEE et al., 
2009). 
Em outro campo da engenharia química, a dessulfurização extrativa para óleo 
diesel, De Oliveira e colaboradores (2012) verificaram o uso de líquidos iônicos a base de 
metiletanolamina na separação de dibenzotiofeno de n-dodecano, e constataram resultados de 
percentual de extração entre 25 e 30 % para líquido iônico com ácido hexanóico em sua 
composição. 
 
34 
 
2.1.2 SÍNTESE DOS LÍQUIDOS IÔNICOS 
Existem dois métodos básicos para a preparação de líquidos iônicos: metátese de 
um sal de halóide, sendo o produto desta reação, em sua maioria, líquidos iônicos apróticos; e 
reação de neutralização ácido-base, geralmente produzido líquidos iônicos próticos. 
 
2.1.2.1 Reações de metátese (Clare et al., 2009; Álvarez, 2010b) 
A grande maioria dos líquidos iônicos é preparada pela reação de metátese de um 
sal de halóide. Em geral esta reação pode formar líquidos iônicos miscíveis ou imiscíveis em 
água. Conhecer se há interação entre estes dois compostos é importante neste tipo de síntese, 
pois a reação de metátese pode gerar sub-produtos, sendo necessário uma etapa adicional de 
lavagem do líquido iônico. Se o produto for imiscível em água e o sub-produto residual for 
ácido livre a lavagem pode ser feita com água. Geralmente a solubilidade em água diminui 
com o aumento da cadeia carbônica do cátion. A precipitação completa de halogenetos a 
partir de solventes orgânicos pode também ser muito lenta e com formação de precipitados de 
partículas sub-microns de difícil filtragem, levando a produtos contaminados e o processo 
mais oneroso. 
O uso de água e metais nos processos de síntese de líquidos iônicos pela via de 
reações de metátese mostra que este é um processo que se distancia de conceitos que visam a 
preservação ambiental. Além disso, os líquidos iônicos são produzidos a partir de compostos 
orgânicos voláteis e em alguns casos são purificados com uso de COV´s. O uso destes 
compostos não seria um problema, quando na produção do material, os mesmos fossem todos 
consumidos, mas considerando que há risco para quem manipula a síntese, a ideia de não 
utilizar compostos orgânicos voláteis é interessante. Alguns avanços sobre a síntese de 
líquidos iônicos podem ser comentados, por exemplo, Messali e colaboradores (2015) 
produziram, em recipiente fechado, sem uso de solventes adicionais, brometo de 1-alkyl-3-
butylimidazolio com uso de irradiação por 5 horas a 70 ºC. 
 
35 
 
2.1.2.2 Reações de neutralização ácido-base (Clare et al., 2009; Álvarezb, 2010) 
A síntese de líquidos iônicos próticos é relatada como simples, de baixo custo e 
que gera um material de alta pureza, e nos últimos anos muitos pesquisadores vem 
apresentando interesse em trabalhar com este material (COTA et al., 2007; ÁLVAREZ et al., 
2010ª, DE OLIVEIRA et al., 2012). 
Sais baseados em alquilamônio são preparados pela neutralização de aminas com 
ácidos. Em uma reação similar, sulfonatos de tetraalquilamônio são preparados pela mistura 
de quantidades equimolares de ácido sulfônico e hidróxido de tetraalquilamônio, ou seja, são 
formados por transferência de prótons entre uma mistura equimolar de um ácido de Brønsted 
e de uma base de Brønsted. Presumindo que o ácido e a base estão disponíveis em um estado 
altamente puro, o processo de neutralização pode produzir diretamente um líquido iônico de 
alta pureza. 
Há duas questões importantes relacionadas ao preparo dos líquidos iônicos 
próticos: 
1. Os reagentes utilizados na síntese podem ser distintamente voláteis. Uma vez 
que estes têm diferentes pressões de vapor, qualquer evaporação do reagente ou produto, 
durante a síntese, irá alterar a sua composição. Assim, esta síntese, mesmo sendo simples, 
necessita de cautela e controle, e deve, após finalizada, ser realizadas análises de FT-IR ou 
RMN do material sintetizado para fins de comprovação de estrutura. 
2. As aminas primárias e secundárias podem, em princípio, formar uma amida, em 
vez de o sal, quando combinado com certos ácidos. Isto é especialmente problemático quando 
temperaturas elevadas estão envolvidas no processo. 
Líquidos iônicos obtidos de aminas e ácidos orgânicos ou inorgânicos são da 
categoria de líquidos iônicos próticos e apresentam características de baixo custo e síntese 
simples, o que favorece aplicações no âmbito indústria, além de serem menos agressivos ao 
meio ambiente (IGLESIAS et al., 2010, ÁLVAREZ et al., 2010c). 
 
36 
 
2.1.3 LÍQUIDOS IÔNICOS: SOLVENTES DE MENOR IMPACTO AMBIENTAL 
Do ponto de vista químico, que conceitua um solvente “verde” ou “amigo” do 
meio ambiente como aquele que tem baixa pressão de vapor, o líquido iônico pode ser 
enquadrado nesta categoria. No entanto, muitos líquidos iônicos são sintetizados a partir de 
reagentes tóxicos ou são tóxicos depois de sintetizados. Além disso, do ponto de vista 
“verde”, fontes renováveis sempre merecem atenção, como é o caso da pesquisa que utiliza 
ácido levulínico e fenol, ambos capazes de serem produzidos a partir de lignina, a fim de 
sintetizar LI´s de Brønsted (LIU et al., 2013). Desta forma, para o líquido iônico ser 
considerado realmente “verde” ele deve ser sintetizado a partir de compostos renováveis, seu 
produto final deve ser não–tóxico e biodegradável e apresentar baixa pressão de vapor. 
Cumprindo esses três requisitos, os líquidos iônicos podem ser considerados solventes 
“environmentally friends”. 
Em 1966, o Comitê de Materiais Perigosos da Academia Nacional de Ciências 
dos Estados Unidos (NAS), em resposta a um pedido da guarda costeira, elaborou um guia 
sistemático para classificar os riscos relativos de produtos químicos transportados por navios. 
Foram dados valores de zero a quatro para os perigos relativos aos itens fogo, saúde, poluição 
das águas e reatividade. Os reagentes utilizados para síntese dos líquidos iônicos deste 
trabalho são considerados de risco médio, conforme esta classificação (Tabela 2.1). Ressalta-
se que esta classificação é da década de 60, não sendo encontrada nenhuma revisão 
atualizada. 
 
Tabela 2.1 Classificação dos reagentes para síntese dos líquidos iônicos, conforme o Comitê de 
Materiais Perigosos da Academia Nacional de Ciências dos Estados Unidos (NAS) 
Ácidos graxo de cadeia curta Etanolamina 
Parâmetros de risco Parâmetros de risco 
Saúde Poluição das 
águas 
Reatividade Saúde Poluição das 
águas 
Reatividade 
Vapor 
irritante 2 
Toxicidade 
Humana 2 
Outros 
produtos 
químicos 
3 
Vapor 
irritante 2 
Toxicidade 
Humana 2 
Outros 
produtos 
químicos 
3 
Líquido 
irritante 3 
Toxicidade 
Aquática 1 
Água 2 Líquido irritante 2 
Toxicidade 
Aquática 1 
Água 0 
Venenoso 0 Efeito 
estético 2 
Auto-
reação 0 
Venenoso2 Efeito 
estético 2 
Auto-
reação 0 
Fogo 1 Fogo 1 
 
37 
 
O produto final produzido pelos reagentes da Tabela 2.1, líquido iônico, deve 
passar por análises de toxicidade para verificar se este se encaixa ou não no conceito de 
química verde. 
 
2.1.4 RECUPERAÇÃO E RECICLO DOS LÍQUIDOS IÔNICOS 
Líquidos iônicos são compostos muito interessantes para a realização de processos 
de extração, mas, na verdade, pouco se comenta sobre métodos para purificá-los e ainda 
menos sobre purificação de líquidos à base de amônio, que são utilizados neste trabalho. Um 
método que visa a purificação deste produto é a centrifugação, que recupera com sucesso LI´s 
hidrofóbicos (BIRDWELL et al., 2006). O uso de membranas também tem sido usado para 
reter contaminantes que possam estar presentes em LI´s; uma vantagem deste método é que 
não exige substâncias auxiliares, solventes, e pode ser utilizado com uma ampla variedade de 
líquidos iônicos (KRÖCKEL e KRAGL, 2003). Outro tipo de operação utiliza evaporador 
rotativo com aplicação de vácuo, que resulta em metodologia bastante eficiente para recuperar 
e purificar líquidos iônicos contendo compostos de enxofre. A operação foi baseada na 
pressão de vapor do LI, que é mais baixa que as pressões dos outros componentes (ALONSO 
et al., 2007). Finalmente, purificação por contato com outro componente, como o caso da 
mistura acetona + etanol, para remoção de metais presentes em soluções aquosas, sendo 
reciclado 5 vezes, sem perder eficiência entre uma utilização e outra (VALDÉZ VERGARA 
et al., 2015). 
 
2.2 EXTRAÇÃO LÍQUIDO-LÍQUIDO 
A extração líquido-líquido, também conhecida como extração por solvente, está 
baseada no princípio de que o soluto se distribui entre dois líquidos imiscíveis ou 
parcialmente miscíveis entre si, através do contato entre as fases. O solvente ideal para um 
processo de extração é aquele que tem grande afinidade para com o soluto e que seja 
totalmente imiscível com o diluente. O solvente ideal é normalmente inatingível. A 
distribuição do soluto irá depender de sua preferência por um ou outro líquido, que está 
38 
 
diretamente relacionada com sua solubilidade em cada um deles (HACKBART, 2007). 
Assim, os componentes desta operação unitária são: diluente (líquido do qual se deseja extrair 
o soluto), soluto (componente que se deseja separar do diluente), solvente (líquido com o qual 
se extrai o soluto), sendo as correntes de saída denominadas: fase rafinado (rica em diluente) e 
a fase extrato (rica em solvente). As fases devem entrar em contato da forma mais eficiente 
possível, pois a transferência de massa do soluto deve dar-se da solução de alimentação para a 
fase do solvente. Após intenso contato, as fases devem ser fisicamente separadas para a 
quantificação adequada do componente extraído. A intensidade de mistura depende de 
variáveis como a viscosidade, tensão interfacial e diferença de densidade das fases em 
contato. Os equipamento de extração líquido – líquido mais utilizados são 
misturadores/decantadores e colunas de extração, que podem ser estáticas ou agitadas. 
Geralmente, a corrente mais leve é introduzida no fundo da coluna e, por gravidade, entra em 
contato com a corrente mais pesada, inserida na parte superior. A transferência de soluto de 
uma fase para a outra, que se dá por difusão molecular e/ou convecção, e os conceitos do 
equilíbrio de fases, são todos similares no princípio àqueles encontrados na destilação e na 
absorção (SCHEIBEL e KARR, 1950). 
Quando, para tratar uma dada mistura, tanto a destilação como a extração líquido - 
líquido são opções viáveis, a escolha recai, normalmente, sobre a destilação. A extração por 
solvente pode ser uma alternativa quando a separação por destilação é difícil (caso das 
misturas azeotrópicas ou de volatilidade relativa próxima da unidade). É possível estabelecer 
um paralelismo entre extração líquido - líquido e destilação. Em ambos os casos o soluto 
passa da fase de alimentação (corrente líquida) para a outra fase que se adiciona ou forma no 
processo (líquido ou vapor, respectivamente). O agente da separação na extração é o novo 
líquido que se adiciona, enquanto que na destilação é o calor que se fornece ao processo, o 
qual dá origem a uma nova fase, desta vez vapor. Assim, a extração com uso de solvente é 
uma operação isotérmica enquanto na destilação há, necessariamente, variação de temperatura 
ao longo do processo (custos energéticos substancialmente mais elevados) (TREYBAL, 
1963). 
A porcentagem de extração, em base mássica, de um soluto de uma solução 
diluente é obtida através da Equação 2.1: 
 
39 
 
����çã�		%� = 	 
��
�
� ∗ 100 = 	����������� ��������
���
����������� ∗ 100 Equação 2.1 
 
Sendo C composição do soluto, w fração mássica, os sobrescritos mist e raf 
significam mistura inicial e fase rafinado, respectivamente, e os subscritos 0 e f indicam 
inicial e final, respectivamente. 
Dados experimentais da extração do soluto entre as fases líquidas podem ser 
demonstrados em termos do coeficiente de distribuição (K), sendo a razão entre as 
composições de um dos componentes do sistema nas duas fases em equilíbrio (SANDLER, 
2006). A razão entre os coeficientes de distribuição do soluto e do diluente, seletividade (S), é 
uma medida de eficiência do solvente, cujo valor indica o grau que o solvente solubiliza 
preferencialmente o soluto em relação ao diluente e pode variar com o teor dos componentes. 
Sendo estes valores maiores que 1 o sistema de extração de um determinado componente é 
possível, indicando que soluto apresenta maior preferência de interação com o solvente do 
que com diluente. Na Equação 2.2, K2 e K3 são os coeficientes de distribuição do soluto (2) e 
do diluente (3), respectivamente; w21 e w31 representam as frações mássicas do soluto e 
diluente na fase rica em solvente (1), respectivamente; e w23 e w33 são as frações mássicas do 
soluto e diluente na fase rica em diluente (3), respectivamente. 
 
��,! = "#"$ =
�#% �#$&
�$% �$$&
 Equação 2.2 
 
Alvarez-Guerra e colaboradores (2014) fizeram o estudo da possibilidade da 
reciclagem de líquido iônico utilizado em processo de separação de proteínas de sais, através 
de dados de coeficiente de distribuição. O processo de separação consiste em formar duas 
fases, uma rica em sal e outra rica em LI e a metodologia da pesquisa consistiu em verificar a 
quantidade de líquido iônico presente na fase rica em sal, sendo esta quantidade considerada 
como perda deste componente de sua fase majoritária. Os autores comentaram que quanto 
40 
 
menor o valor de K do soluto, menor a teor de líquido iônico na fase rica em sal, e desta forma 
conhece-se a quantidade de LI que pode ser reutilizada em etapas posteriores. 
 
2.3 EQUILÍBRIO LÍQUIDO-LÍQUIDO 
Quando dois ou mais líquidos se misturam a certas condições de pressão e 
temperatura pode-se obter duas ou mais fases de diferentes concentrações que estão em 
equilíbrio termodinâmico. Este fenômeno é chamado de Equilíbrio Líquido-Líquido (SMITH 
et al., 2006). Para um determinado sistema, a condição de equilíbrio baseia-se em três 
condições de igualdade: 
 
Equilíbrio Térmico TI = TII = ... = Tpi Equação 2.3 
Equilíbrio Mecânico PI = PII = ... = Ppi Equação 2.4 
Equilíbrio Químico µI = µII = ... = µpi Equação 2.5 
 
As expressões 2.3 – 2.5 estabelecem que o sistema deve ser analisado por três 
processos: transferência de calor, deslocamento de fronteira e transferência de massa. Estes 
processos acontecem, respectivamente, por gradientes das propriedades intensivas: 
temperatura, pressão e potencial químico. O potencial químico fornece o critério fundamental 
para o equilíbrio de fases, porém seu valor é muito difícil de ser encontrado.