Estudo do comportamento de equilíbrio de fases sólido-fluido para sistemas assimétricos : cetoprofeno e acetaminofeno em fluidos pressurizados

Abstract

RESUMO: Este estudo investigou o equilíbrio sólido-fluido e vapor-líquido de sistemas binários {CO2 (1) + cetoprofeno (4)} e ternários {CO2 (1) + etanol (3) + cetoprofeno (4)} e líquido-vapor e sólido-líquido do sistema ternário {CO2 (1) + etanol (3) + acetaminofeno (5)} em várias frações molares. Os experimentos de transição de fases foram conduzidos a temperaturas de 313 a 333 K e pressões de até 14 MPa, utilizando o método estático sintético visual com uma célula de volume variável. Os resultados indicaram um aumento da solubilidade do cetoprofeno com a temperatura e impacto mínimo do cetoprofeno na pressão de bolha do sistema ternário. Por outro lado a presença de acetaminofeno no sistema binário {CO2 (1) + etanol (2)} altera significativamente o comportamento da fase nas condições de temperatura e concentração estudadas e observou-se que no sistema ternário {CO2 (1) + etanol (2) + acetaminofeno (5)} com uma solução saturada na temperatura mais baixa, 313 K, o CO2 atua como um cossolvente para frações molares inferiores a 0,56. A modelagem termodinâmica empregou a equação de estado de Redlich-Kwong-Peng-Robinson com regras de mistura quadráticas para fases fluidas e um modelo sólido puro para o cetoprofeno, descrevendo com precisão o comportamento de fase observado para este sistema. As simulações termodinâmicas utilizando as Equações de Estado da Perturbed Chain Statistical Associating Fluid Theory Equations of State (PC-SAFT-EoS) alinharam adequadamente os resultados experimentais para o sistema contendo acetaminofeno. Os mínimos desvios observados na pressão e na temperatura validam a eficácia dos modelos termodinâmicos aplicados neste estudo, desvios menores que 8% utilizando a equação de estado RK-PR e menores que 4% utilizando a PC-SAFT

ABSTRACT: This study investigated the solid-fluid and vapor-liquid equilibrium of binary {CO2 (1) + ketoprofen (4)} and ternary {CO2 (1) + ethanol (3) + ketoprofen (4)} systems and the liquid-vapor and solid-liquid equilibrium of the ternary {CO2 (1) + ethanol (3) + acetaminophen (5)} system at various mole fractions. The phase transition experiments were conducted at temperatures from 313 to 333 K and pressures up to 14 MPa, using the visual synthetic static method with a variable volume cell. The results indicated an increase in the solubility of ketoprofen with temperature and minimal impact of ketoprofen on the bubble pressure of the ternary system. On the other hand, the presence of acetaminophen in the binary system {CO2 (1) + ethanol (3)} significantly alters the behavior of the phase under the temperature and concentration conditions studied. It was observed that in the ternary system {CO2 (1) + ethanol (3) + acetaminophen (5)} with a saturated solution at the lowest temperature, 313 K, CO2 acts as a cosolvent for molar fractions lower than 0.56. Thermodynamic modeling employed the Redlich-Kwong-Peng-Robinson equation of state with quadratic mixing rules for fluid phases and a pure solid model for ketoprofen, accurately describing the phase behavior observed for this system. The thermodynamic simulations using the Perturbed Chain Statistical Associating Fluid Theory Equations of State (PC-SAFT-EoS) adequately aligned the experimental results for the acetaminophen-containing system. The minimal deviations observed in pressure and temperature validate the effectiveness of the thermodynamic models applied in this study, deviations were less than 8% for RK-PR EoS and less than 4% for PC-SAFT