Theoretical Studies of Concentrated Aqueous Urea Solutions Using Computacional Monte Carlo Simulation

Simulações de Monte Carlo foram realizadas para soluções aquosas concentradas de uréia nas concentrações de 4, 5, 6, 7 e 8 mol L no ensemble NpT a 298 K e 1 atm. As superfícies de energia potencial foram representadas pela soma dos potenciais clássicos de Coulomb e de Lennard-Jones, nos quais a aditividade de pares foi considerada. Nas simulações a água foi descrita pelo modelo TIP4P e a uréia por dois modelos: o modelo OPLS planar e um modelo no qual a molécula de uréia não é totalmente planar. Os resultados das simulações para os dois modelos mostraram que a uréia não causa perturbações significativas na estrutura da água, na faixa de concentrações estudadas. No entanto, foi observada diminuição do número médio de ligações de hidrogênio entre as moléculas de água. Para as soluções mais concentradas os resultados obtidos com o modelo OPLS sugerem a formação de dímeros de uréia. Observou-se similaridade entre alguns dos resultados das simulações obtidos com os modelos: OPLS planar e não-planar da uréia , nas mesmas concentrações e condições.