Comportamiento anómalo de alcoholes de cadena corta en agua

Expositor:  Dr. Enrique Lomba – Instituto de Química Física, Consejo Superior de Investigaciones Científicas, Madrid, España.

Fecha: Martes 16/10/2018 – 10:30 hs.

La presencia de anomalías termodinámicas, estructurales y dinámicas en agua determina el papel central que ésta juega en los procesos biológicos. De entre todas las anomalías de agua, la presencia de un máximo de densidad a presión constante —4℃ a 1 bar— es tal vez una de las más conocidas, y es esencial para la preservación de la vida en lagos y mares cuya superficie se congela en invierno. Estrechamente relacionadas aparecen anomalías dinámicas, tales como el poco intuitivo aumento de la difusividad cuando la presión se incrementa. Curiosamente, algunas de estas anomalías son potenciadas por la presencia de pequeñas cantidades de alcoholes de cadena corta (metanol, etanol, t-butanol, …) en solución[1,2], fenómeno que no sucede con  ningún otro tipo de solutos, polares o apolares. Por este motivo, se ha designado a estos alcoholes como ‘structure-builders’ en agua. El sentido común indica que la perturbación inducida en la red de enlaces de hidrógeno inducida por los parte apolar de los solutos debe estar en la raíz de este comportamiento singular. En esta presentación revisaremos algunos estudios recientes[3,4], sobre este problema relativamente antiguo y aún no resuelto, e intentaremos desentrañar qué características moleculares de estos alcoholes determinan su comportamiento como ‘structure-builders’.

Fig.: Cambio de la temperatura del máximo de densidad de agua frente a la adición de etanol.

 

[1] Wada, G. & Umeda, S., Effects of Nonelectrolytes on the Temperature of the Maximum Density of Water, Bull. Chem. Soc. Jpn., 1962, 35, 646 – 652.
[2] Harris, K. R. & Newitt, P. J., Diffusion and Structure in Dilute Aqueous Alcohol Solutions. J. Phys. Chem. B, 1998, 102, 8874 – 8879.
[3] Furlan, A. P.; Lomba, E. & Barbosa, M. C., Temperature of maximum density and excess properties of short-chain alcohol aqueous solutions, J. Chem. Phys., 2017, 146, 144503.
[4] González-Salgado, D.; Zemánková, K.; Noya, E. G. & Lomba, E., Temperature of maximum density and excess thermodynamics of aqueous mixtures of methanol, J. Chem. Phys., 2016, 144, 184505.

Share