A Hydration Shell-Based Thermodynamic Model for Aqueous Two-Phase Systems

• Published in: Canadian journal of chemical engineering 2004-06, Vol.82 (3), p.530-538
• Main Authors: De Alcântara, Pedro, Filho, Pessôa, Mohamed, Rahoma S.
• Format: Article
• Language: English
• Subjects: Applied sciences; aqueous two-phase systems; Chemical engineering; Chemical thermodynamics; Chemistry; Exact sciences and technology; General and physical chemistry; General. Theory; gibbs energy; liquid-liquid equilibrium; thermodynamics
• ISSN: 0008-4034; 1939-019X
• DOI: 10.1002/cjce.5450820314

In this work a Flory‐Huggins model modified to account for some unique features of Aqueous Two‐Phase Systems is presented. The model takes into account observed solvation between water and polymer molecules through the incorporation of a hydration shell to express the number of water molecules bonded to each polymer molecule. The parameters of the modified equation were determined using experimental data of ATPS containing poly (ethylene glycol) and dextran. The results revealed remarkable improvement in the correlation ability of the model. A general expression that defines the number of water molecules in the hydration shell was also obtained. Dans ce travail, on présente un modèle de Flory‐Huggins modifié de façon à prendre en compte quelques‐unes des caractéristiques uniques des systèmes diphasiques aqueux. Ce modèle tient compte de la solvatation observée entre les molécules d'eau et de polymère par l'introduction d'une coque hydratée pour exprimer le nombre de molécules d'eau liées à chaque molécule de polymère. Les paramètres de l'équation modifiée ont été déterminés à l'aide de données expérimentales d'ATPS contenant du poly(éthylèneglycol) et du dextrane. Les résultats montrent une amélioration remarquable de la capacité de corrélation du modèle. Une expression générale qui définit le nombre de molécules d'eau dans la coque hydratée est également obtenue.