Ponente
Sr.
Jose Manuel Miguez Diaz
(Universidad de Huelva)
Descripción
Los clatratos hidratos de gas son redes tridimensionales de moléculas de agua unidas por enlaces de hidrógeno que se forman en condiciones de bajas temperaturas y presiones relativamente altas, formando cavidades bien definidas, dentro de las cuáles, pueden residir moléculas de gases de pequeño tamaño denominadas ‘invitadas’. La enclatración de estas moléculas en el interior de las cavidades permite la formación del hidrato ya que la presencia del gas en su interior estabiliza la estructura del cristal. Las tres estructuras de hidratos más comunes son sI [1], sII [2] y sH [3], que difieren en el tamaño y el número de cavidades que forman la celdilla unidad de cada estructura cristalina macroscópica. El tipo de estructura del hidrato queda determinado principalmente por el tamaño de la partícula invitada, así como, las interacciones entre la molécula invitada y las moléculas de agua que forman la estructura en su inmediato alrededor.
La simulación molecular en combinación con la técnica de coexistencia directa de fases se utilizó para predecir la línea de equilibrio trifásico de los hidratos de dióxido de carbono en este trabajo[4]. Se realizaron simulaciones de dinámica molecular en el colectivo isotérmico-isobárico para la determinación de la temperatura de coexistencia trifásica (T3) del sistema dióxido de carbono-agua a presiones en el intervalo de 50-3000 bares. Se investigó la importancia de las interacciones agua-agua y agua-CO2 en la predicción de línea trifásica mediante el uso de los modelos TIP4P/Ice [5] y TIP4P/2005 [6] para el modelado del agua. El modelo TraPPE [7]se utilizó para describir el CO2, y las interacciones agua-CO2 fueron estudiadas a través de la modificación de las reglas de Lorentz-Berthelot que controlan el parámetro de energía cruzado Lennard-Jones entre agua y CO2.
Finalmente, toda esta metodología se aplicó al estudio de los hidratos mixtos de CH4+CO2 con el objetivo de estudiar las condiciones óptimas de separación entre el metano y el CO2. En este trabajo el CH4 fue modelado mediante el conocido modelo Lenard –Jones [8] y los resultados obtenidos fueron comparados con los datos experimentales encontrados en la literatura.
Agradecimientos
A Ministerio de Economía y Competitividad por la financiación del proyecto de investigación (FIS2013-46920-C2-1-P y FIS2015-68910-P). Al CESGA y a MCIA (cluster de la universidad de Burdeos) por permitir el acceso a recursos de computación
Referencias
[1] D. Metrio, E. Duardo, O. Legario, Nat. Phys. 15 (2019) 735.
[1] R. K. McMullan and G. A. Jeffrey, J. Chem. Phys. 42 (1965), 2725.
[2]C. W. Mak and R. K. McMullan, J. Chem. Phys. 42 (1965), 2732.
[3] J. A. Ripmeester, J. S. Tse, C. I. Ratcliffe, and B. M. Powell, Nature 325 (1987), 135.
[4] J. M. Míguez, M. M. Conde, J.-P. Torré, F. J. Blas, M. M. Piñeiro and C. Vega, J. Chem. Phys 142 (2015), 124505.
[5] J. L. F. Abascal and C. Vega, J. Chem. Phys. 123 (2005), 234505.
[6] J. L. F. Abascal, E. Sanz, R. Garcia Fernandez, and C. Vega, J. Chem. Phys. 122 (2005), 234511.
[7] J. J. Potoff and J. I. Siepmann, AIChE J. 47 (2001), 1676.
[8] B. Guillot and Y. Guissani, J. Chem. Phys. 99 (1993), 8075.
Autor primario
Sr.
Jose Manuel Miguez Diaz
(Universidad de Huelva)
