Термохимия растворения CCL4, бензола и его производных в индивидуальных и смешанных растворителях

• Автор: Кашина, Юлия Анатольевна
• Шифр специальности: 02.00.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Иваново
• Количество страниц: 134 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ 3 .

ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ 8

Физикохимические свойства, структурные особенности 8

и строение индивидуальных растворителей Одноатомные спирты 8

Алканы

Структура и свойства жидкого формамида

Структура и свойства ряда апротонных растворителей

Характеристики растворенных веществ, свойства и

особенности их взаимодействия с индивидуальными и смешанными растворителями

Четыреххлористый углерод

Бензол и его производные
Термодинамические характеристики и структура
бинарных смесей
Спирт алкан
Спирт спирт
Спирт формамид
Спирт апротонный растворитель
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
Калориметрическая установка и методика проведения
эксперимента
Конструкция калориметра
Методика проведения эксперимента
Характеристика применяемых веществ, их очистка и
Обработка экспериментальных данных и определение
погрешностей
3.2.1. Расчт энтальпий растворения
3.2.2. Расчт поправок к тепловому эффекту растворения
3.2.3. Оценка погрешности экспериментальных данных
4. ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ
4.1. Особенности сольватации веществ в индивидуальных
растворителях
4.2. Термохимия растворения , бензола, хлорбензола и
анилина в смешанных растворителях
4.3. Характеристики межмолекулярного взаимодействия в
бинарных и тройных системах и подходы к их описанию
4.4. Описание энтальпий растворения ССЦ, бензола, 0
хлорбензола и анилина в объединенных системах спирт
спирт и спирталкан
5. ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ 6
6. ЛИТЕРАТУРА 8
7. ПРИЛОЖЕНИЕ 9
1. ВВЕДЕНИЕ
Актуальность


Планирование эксперимента, анализ результатов исследования, формулирование основных выводов диссертации выполнено совместно с научным руководителем доктором химических наук, профессором Королевым В. Структура и объем диссертации. Работа состоит из введения, обзора литературы, экспериментальной части, обсуждения результатов, выводов, списка цитируемой литературы 0 источников и приложения. Диссертация содержит таблиц, рисунков. Одноатомные спирты. Строение молекул одноатомных спиртов тетраэдрическое, за счет Бр3гибридизации атомов углерода. Молекулы спиртов образуют цепочечные ассоциаты с неплоскостным расположением атомов. Нсвязей, но и за счет взаимодействий между алкильными радикалами за счет сил ВандерВаальса. Такое взаимодействие приводит к образованию цепочечных и слоистых структур, что обуславливает специфику строения спиртов по сравнению с водой. На степень и характер ассоциации оказывают влияние длина углеводородной цепи молярная масса, изомерия и температура. В частности, увеличение молярной массы спиртов, усложнение строения изомерия, повышение температуры приводят к снижению степени ассоциации 7,8,9. Величина дипольного момента отдельной молекулы спирта несколько уменьшается с возрастанием длины углеводородной цепи. Соответственно растет величина поляризуемости молекул спирта в целом. Диэлектрическая проницаемость растворителя является одним из основных параметров, определяющих величину всех электростатических взаимодействий. По Паркеру , низшие одноатомные спирты относятся к протонным растворителям, которые характеризуются умеренными дипольными моментами, но достаточно высокими значениями диэлектрической проницаемости е . Это можно объяснить ассоциацией в спиртах при участии Нсвязей, которые превращают малые диполи в большие. Результаты работ , указывают на обратно пропорциональную зависимость диэлектрической проницаемости в спиртах от температуры. Уменьшение е с ростом температуры обуславливается уменьшением ассоциации в спиртах . При переходе от низших спиртов к высшим, полная энергия межмолекулярных взаимодействий ММВ увеличивается, о чем свидетельствует увеличение температур кипения и теплот испарения спиртов табл. Так как дипольные моменты приблизительно одинаковы, то увеличение полной энергии ММВ с ростом углеводородной цепочки обусловлено усилением дисперсионных сил. Многочисленные исследования спектров комбинационного рассеяния растворов метилового спирта были проведены Лендсбергом и Малышевым ,,,,,, которые на основании анализа спектроскопических данных для растворов метанола в инертных растворителях, установили, что для метанола наблюдается два вида ассоциации. В кислородсодержащих растворителях помимо ассоциации молекул спирта друг с другом, происходит ассоциация молекул спирта с молекулами растворителя, причем в разбавленных растворах в основном имеет место последняя. В литературе имеются возражения , но спектроскопические данные и данные по изотопному анализу растворов спиртов в инертных растворителях говорят не в пользу . Наличие ММВ в одноатомных спиртах приводит к образованию различного рода ассоциатов, причем образуются не только линейные, но и циклические ассоциаты. На степень и характер ассоциации оказывают влияние длина углеводородного радикала спирта, температура и изомерия. По мере усложнения строения в ряду алифатических спиртов уменьшается степень ассоциации, вследствие так называегиого эффекта утяжеления , . Так для СН3ОН характерны линейные и циклические тримеры и тетрамеры , а для других одноатомных спиртов в основном димеры , . Анализ структурных, энергетических и топологических характеристик подтверждает существование в жидком метаноле цепочек Нсвязей. Ненулевой вероятностью наблюдения обладают все возможные взаимные повороты молекул, что свидетельствует о существовании разнообразных форм цепочек Нсвязей в метаноле. В метаноле водородные связи образуют сетку, в которой присутствуют фрагменты полиэдров, характерных для случайной плотноупакованной системы твердых сфер. Пространственная структура метанола в основном определяется способом упаковки метальных групп .