Preferential solvation of xylitol in ethanol + water co-solvent mixtures according to the IKBI and QLQC methods / Solvatación preferencial del xilitol en mezclas cosolventes etanol + agua según los métodos IKBI y QLQC / Solvatação preferencial do xilitol no misturas cosolventes etanol + água acordo o métodos IKBI e QLQC

ABSTRACT

The preferential solvation parameters, i.e., the differences between the local around the solute and bulk mole fractions of the solvents in solutions of xylitol in ethanol + water binary mixtures are derived from their thermodynamic properties by means of the inverse Kirkwood-Buff integrals (IKBI) and quasi-lattice quasi-chemical (QLQC) methods. According to IKBI method it is found that xylitol is sensitive to solvation effects, so the preferential solvation parameter δxE,S, is slightly positive in water-rich and negative in mixtures beyond 0.25 in mole fraction of ethanol. In different way, according to QLQC method, negative values of δxE,S are found in all the compositions evaluated. The more solvation by ethanol observed in water-rich mixtures could be due mainly to polarity effects. Otherwise, the preference of this compound for water in ethanol-rich mixtures could be explained in terms of the bigger acidic behavior of water interacting with hydrogen-acceptor hydroxyl groups in xylitol.

RESUMEN

Partiendo de algunas propiedades termodinámicas clásicas se calcularon los parámetros de solvatación preferencial del xilitol (dxE,S) en mezclas etanol + agua mediante el método de las integrales inversas de Kirkwood-Buff (IKBI) y el método cuasi-enrejado-cuasi-químico (QLQC). Los parámetros dxE,S corresponden a las diferencias entre las fracciones molares locales alrededor del soluto y en el grueso de la solución. Con base en estos valores, se encuentra que este compuesto es altamente sensible a los efectos específicos de solvatación según la composición cosolvente. Así, según el método IKBI, los valores de dxE,S son positivos en mezclas ricas en agua pero negativos en composiciones desde 0.25 en fracción molar de etanol hasta el etanol puro. Sin embargo, según el método QLQC, los valores de dxE,S son negativos en todas las composiciones co-solventes analizadas. En mezclas ricas en agua la mayor solvatación por las moléculas de etanol podría deberse principalmente a efectos de polaridad. De otro lado, la preferencia que manifiesta este compuesto por el agua en mezclas ricas en etanol podría explicarse en términos del mayor comportamiento ácido del agua que estaría interactuando con los grupos aceptores de hidrógeno presentes en el soluto.

RESUMO

Começando a partir de algumas propriedades termodinâmicas clássicos neste trabalho, foram calculados os parâmetros de solvatação preferenciais de xilitol (δxE,S) em misturas etanol + água pelo método de integrais inversas de Kirkwood-Buff (IKBI) e o método quase-reticulado quase-químicas (QLQC). Parâmetros δxE,S correspondem às diferenças entre as fracções molares locais ao redor do soluto na solução e a granel. Com base nestes valores se verifique que este composto é extremamente sensível aos efeitos específicos de solvatação por composição de cosolvente. Assim, de acordo com o método IKBI, valores δx E,S são positivas em misturas ricas em água, mas negativas em composições 0,25 de fracção mole de etanol a etanol puro. No entanto, de acordo com o método QLQC, os valores de δxE,S são negativas em todas as composições testadas. Solvatação de xilitol por moléculas de etanol em misturas ricas em água pode ser devido por polaridade. Por outro lado, a preferência de este composto por água em misturas em etanol pode ser explicada em termos de comportamento ácido de água com os grupos aceitadores de hidrogénio presentes no soluto.