Propiedades térmicas y estado de mezcla de soluciones binarias de etilenglicol−agua mediante calorimetría, dispersión de rayos X a gran ángulo y dispersión de neutrones a pequeño ángulo

Las propiedades térmicas y los estados de mezcla de soluciones binarias de etilenglicol (EG)-agua en todo el rango de fracción molar de EG, 0 < o = x(EG) < o = 1, han sido clarificadas mediante calorimetría diferencial de barrido (DSC), dispersión de rayos X a gran ángulo (LAXS) y técnicas de dispersión de neutrones a pequeño ángulo (SANS). Las curvas de DSC obtenidas han mostrado que las soluciones de EG-agua en el rango de fracción molar de EG 0.3 < o = x(EG) < o = 0.5 se mantienen en estado de sobreenfriamiento hasta aproximadamente 100 K, y aquellas en el rango de 0.6 < o = x(EG) < o = 0.8 están vitrificadas, y las que están en los rangos de 0 < x(EG) < o = 0.2 y 0.9 < o = x(EG) < 1 están cristalizadas. La función de distribución radial (RDF) para el EG puro obtenida de las mediciones de LAXS ha sugerido que una conformación gauche de una molécula de EG es favorable en el líquido. Las RDFs para las soluciones de EG-agua han mostrado que la estructura de las soluciones binarias cambia moderadamente desde la estructura inherente del EG a la estructura tetraédrica del agua cuando aumenta el contenido de agua. Las intensidades de SANS para soluciones de etilenglicol deuterado (HOCD2CD2OH) (EGd4)-agua a x(EG) = 0.4 y 0.6 no se han observado significativamente en el rango de temperatura de 298 a 173 K, mostrando que las moléculas de EG y agua están mezcladas homogéneamente. Por otro lado, las intensidades de SANS a x(EG) = 0.2 y 0.9 se han fortalecido cuando la temperatura disminuye debido a la cristalización de las soluciones. Sobre la base de todos los resultados presentes, se ha discutido una relación entre las propiedades térmicas de las soluciones binarias de EG-agua y sus estados de mezcla clarificados por las mediciones de LAXS y SANS a nivel molecular.