Espectroscopia de relaxação dielétrica de misturas de 2-propanol–água

Os espectros dielétricos complexos de misturas de 2-propanol–água foram determinados em sete frações molares de 2-propanol, X=0.03, 0.065, 0.14, 0.3, 0.5, 0.7 e 0.9 a 25 °C na faixa de frequência 0.1⩽ν/GHz⩽89 com a ajuda de reflectometria no domínio do tempo em 0.1⩽ν/GHz⩽25 e interferometria de guia de onda em 13⩽ν/GHz⩽89. Na região rica em álcool de 0.3⩽X⩽1.0, uma descrição dos espectros ε*(ν) requer a superposição dos três processos de relaxação. A dispersão de baixa frequência dominante (j=1) segue uma equação de Cole–Cole. Além disso, duas equações de Debye (j=2 e 3) com os tempos de relaxação τ2∼10–20 ps e τ3∼1–2 ps são necessárias para ajustar a parte de alta frequência do espectro. Os três processos são atribuídos à dinâmica cooperativa do sistema de ligações H (j=1), uma rotação de monômeros de álcool ligados por uma única ligação H nas extremidades de uma estrutura em cadeia (j=2), possivelmente conectada à formação de ligações de hidrogênio bifurcadas, e um movimento de flipping do grupo OH livre (j=3). Na região de X0.3, o processo de monômero de álcool intermediário se torna inseparável. Aqui, um modelo de dois processos com uma equação de Cole–Cole para a dispersão principal e um processo de Debye de alta frequência para o modo de comutação rápida oferece o melhor ajuste. Com base no mecanismo de relaxação dielétrica dos constituintes puros proposto nas literaturas J. Barthel et al., Chem. Phys. Lett. 165, 369 (1990), e R. Buchner et al., Chem. Phys. Lett. 306, 57 (1999), um comportamento de relaxação dependente da composição das misturas é discutido.