Heteropentámeros (Etanol)4 -agua : estudio estructural y termodinámico

Abstract

RESUMEN: La creciente demanda energética a nivel mundial ha acelerado el consumo de combustibles fósiles, los cuales son la principal fuente para suplir esta necesidad energética. Sin embargo, además de los problemas ambientales que presenta su utilización, las reservas conocidas de combustibles fósiles son limitadas, lo cual ha fomentado el consumo de combustibles renovables como los biocombustibles, entre ellos se encuentra el bioetanol.3,4 Uno de los principales inconvenientes que presenta la producción de este biocombustible es su purificación, ya que la mezcla etanol-agua que se obtiene es diluida y en la proporción de 96% de etanol y 4% de agua se forma un azeótropo, dicha mezcla no puede ser separada por destilación fraccionada, que es el método comúnmente aplicado a nivel industrial, por lo que luego de la destilación generalmente se utilizan tamices moleculares para remover el agua.5,6 Estos procesos son responsables en gran medida de los costos de producción de etanol anhidro, forma en la cual es generalmente requerido para su empleo como combustible.

ABSTRACT: Stochastic exploration of the potential energy surface of (ethanol)4-water heteropentamers through simulated annealing calculations was used to find probable structures of these clusters. Subsequent geometry optimization with the B3LYP/6-31+G(d) approach of these initial structures led to 13 stable heteropentamers. The strength of the hydrogen bonds of the type O"H O (primary) and their spatial arrangements seem to be responsible for the geometric preferences and the high stability of these heteropentamers. This result is a consequence of the presence of the cooperative effects among such interactions. There is no significant influence of the secondary hydrogen bonds (C"H O) on the stability of the heteropentamers.