Modelling the aqueous solubility of PAHs with CPA EoS

Abstract

Os hidrocarbonetos aromáticos policíclicos (PAHs) constituem uma família de compostos caracterizada por possuírem dois ou mais anéis aromáticos condensados. São no geral referenciados de contaminantes ambientais porque estão associados à combustão incompleta de materiais orgânicos, como por exemplo, a queima de combustíveis fosseis, incineração de resíduos e derrames de petróleo. O estudo da solubilidade destes compostos em misturas aquosas é de grande importância, devido ao impacto que estes compostos têm na saúde pública e no meio ambiente, dado as suas propriedades cancerígenas. Neste trabalho, a capacidade da equação de estado CPA para modelar a solubilidade em meio aquoso de vários PAHs numa ampla gama de temperatura, foi avaliada. Esta equação de estado combina o termo Soave-Redlich-Kwong (SRK) para descrever as interações físicas com a contribuição de associação proposta por Wertheim, também usada em outras equações de estado, tais como as diferentes versões da SAFT. A CPA EoS já foi aplicada com sucesso a sistemas aquosos com alcanos, compostos aromáticos e álcoois. Os resultados obtidos são muito próximos dos valores encontrados na literatura, sugerindo que a CPA EoS é um modelo adequado para correlacionar soluções aquosas de moléculas complexas de poluentes orgânicos.

ABSTRACT: The polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) are a family of compounds characterized by having two or more aromatic rings condensed. They are referenced in general because they are environmental contaminants associated with the incomplete combustion of organic materials, such as the burning of fossil fuels and incineration of waste, and oil spills. The solubility of these xenobiotics in aqueous mixtures must be monitored due to their impact on public health and the environment, because of their carcinogenic properties and their ubiquity in the environment. In this work, the ability of the Cubic-plus-Association equation of state (CPA EoS) for modelling the aqueous solubility of several PAHs in a wide temperature range was evaluated. This equation of state combines the Soave-Redlich-Kwong (SRK) EoS for describing the physical interactions with the association contribution proposed by Wertheim, also used in other associating equations of state, such as the different versions of SAFT. The CPA EoS had already been successfully applied to aqueous systems with alkanes, aromatics and alcohols. The results obtained are in very close agreement with the literature data, suggesting that the CPA EoS is an adequate model for correlating aqueous solutions of complex molecules of organic pollutants.