Estudio delazeotropo etanol-agua.Caracterización molecular de Dímeros de etanol, heterodímeros y heterotrímeros de etanolagua

Abstract

ABSTRACT: In this investigation, as a first stage, we studied the structure and stability of the dimers, heterodimers and heterotrimers like aggregates of ethanol and ethanolwater respectively. Molecular modelling using hybrid B3LYP of the density functional theory (DFT) was used in this research. O–H bond lengths, hydrogen bond distances, CCOH dihedral angles, enthalpies and Gibbs free energies of dimerization and trimerization and vibrational frequencies of stretching O–H for the dimers and heterodimers in function of the “redshift” undergone by proton donor molecules were analyzed. The results shows that the monomers arrange into aggregates which undergo geometric changes induced by the hydrogen bonds. For heterodimers and heterotrimers the enhancement of the hydrogen bonds where the proton donor molecule corresponds to water was observed. In general, the dimers are more stable than the heterodimers. We propose the formation of C–H—O hydrogen bonds in some heterotrimers.

RESUMEN: En esta investigación, como una primera etapa, se estudió la estructura y estabilidad de los dímeros, heterodímeros y heterotrímeros como agregados de etanol y etanolagua respectivamente. El estudio fue llevado acabo por medio de modelación molecular usando el híbrido B3LYP de la teoría de funcionales de la densidad (DFT). Se analizaron longitudes de enlace O–H, distancias del puente de hidrógeno, ángulos diedrales CCOH, energías, entalpías y energías libres de Gibbs de dimerización y trimerización y frecuencias vibracionales de estiramiento O–H para los dímeros y heterodímeros en función de los “redshift” sufridos por las moléculas dadoras de protón. Los resultados muestran que los monómeros que hacen parte de un agregado sufren cambios geométricos inducidos por los puentes de hidrógeno. Se observa un fortalecimiento apreciable de los puentes de hidrógeno en los heterodímeros y heterotrímeros donde el agua es la molécula dadora de protón. En general son más estables los dímeros que los heterodímeros y se propone la formación de puentes de hidrógeno del tipo C–H—O en algunos heterotrímeros.