Фазовые равновесия и термодинамические свойства растворов, образованных н-алифатическими спиртами и сложными эфирами уксусной кислоты

• Автор: Харченко, Галина Юрьевна
• Шифр специальности: 02.00.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Воронеж
• Количество страниц: 236 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

1 АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1 Некоторые вопросы теории растворов неэлектролитов

1.1.1 Фазовые равновесия равновесия жидкостьпар и термодинамические функции растворов

1.1.2 Термодинамика межмолекулярного взаимодействия в растворах

1.1.3 Расчет термодинамических функций межмолекулярного взаимодействия

1.2 Методы экспериментального исследования иарожидкостного равновесия

1.3 Методы проверки экспериментальных данных о равновесии жидкостьпар

1.4 Методы расчета фазовых равновесий

1.5 Корреляция данных по парожидкостному равновесию

1.6 Модели локальных составов
1.7 Расчет энтальпии смешения растворов по данным о парожидкостном равновесии
1.8 Исследование и расчет свойств многокомпонентных систем
1.9 Физикохимические свойства чистых веществ и их растворов
1.9.1 Объемные свойства
1.9.2 Вязкостные свойства
1.9.3 Рефрактометрия
2 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
2.1 Характеристика исходных веществ
2.2 Методика исследования давления насыщешюго пара жидкостей
2.3 Методика экспериментального определения физикохимических свойств
индивидуальных веществ и их растворов
2.3.1 Определение плотности
2.3.2. Измерение вязкости
2.3.3. Измерение показателя преломления
2.4 Результаты эксперимента
2.5 Методика расчета фазового равновесия жидкостьпар
2.6 Методика расчета энтальпий испарения и смещения
2.7. Методика прогнозирования и расчета состава азеотропов в бинарных растворах
3. ОБРАБОТКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ДАННЫХ И ИНТЕРПРЕТАЦИЯ ПОЛУЧЕННЫХ РЕЗУЛЬТАТОВ
3.1. Фазовые равновесия жидкостьпар
3.2. Термодинамические свойства систем, рассчитанные по стандарту идеального раствора
3.3. Термодинамические свойства растворов, расчитанные по стандарту идеального газа
3.3.1. Термодинамика межмолекулярного взаимодействия в растворах спиртов и налкилэтаноатов
3.3.2. Термодинамика межмолекулярного взаимодействия в бинарных растворах
3.4 Взаимосвязь термодинамических функций растворов, рассчитанных по стандарту идеального раствора и стандарту идеального газа
3.5 Расчет состава азеотропов в бинарных растворах
3.6 Расчет свойств многокомпонентных систем
3.7 Физикохимические свойства бинарных растворов
3.7.1 Объемные свойства
3.7.2 Рефрактометрические свойства
3.7.3 Вязкостные свойства
. ВЫВОДЫ
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
ПРИЛОЖЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность


Основной задачей термодинамической теории растворов на современном этапе развития является раскрытие физического содержания основных термодинамических величин, как характеристик веществ в конкретных условиях и установление связи между термодинамическими свойствами веществ и их молекулярными характеристиками. Рудаковым Е. С. были обобщены приведенные выше приемы расчетов термодинамических функций и предложена методика расчета межмолекулярного взаимодействия в растворах 1. В качестве стандартной системы используется идеальный газ, взятый при температуре, объеме и составе реальной системы и подчиняющийся той же статистике. X вклад взаимодействия в термодинамическую функцию X X относится к идеальному газу. Такие величины, как X, в названы функциями взаимодействия. Принятый в выражении знак обеспечивает положительные значения X. Обычно это наблюдается в большинстве случаев, когда притяжение молекул преобладает над отталкиванием. Оставаясь в рамках термодинамики, эти положения проверить нельзя, так как они аксиоматичны. В целом такой подход весьма полезен, поскольку приводит к новым результатам и обобщениям . Следует указать, что наиболее предпочтительно изохорноизотермическое состояние стандартной системы V . Так как термодинамика подсказывает необходимость исключения работы против любых сил, кроме сил межмолекулярного взаимодействия, в частности против внешнего давления, то это ведет к условию V. Изотермические условия Т i представляют наибольший практический интерес как по широте охвата различных явлений, так и с точки зрения полезности и объема получаемой информации . При Т энтропия системы меняется за счет изменения взаимодействия, но не за счет температуры. Для отключения межмолекулярного взаимодействия в жидкости при Ту V требуется подвести энергию , которая является полной мерой энергетических затрат. Часть этой энергии , подводится самопроизвольно в форме тепла от термостата, а остальная энергия в форме работы внешних полей Р. Свободная энергия , численно равная работе отключения межмолекулярного взаимодействия в жидкости, характеризует количественную меру механических усилий, необходимых для преодоления этого взаимодействия. А также определяет прочность межмолекулярных взаимодействий в изотермических условиях и служит фундаментальной характеристикой полного межмолекуляриого сродства . Значения связанной энергии Т являются количественной мерой изменения упорядоченности молекулярной системы при отключении межмолекулярного взаимодействия в жидкости. Учитывая, что объем и температура системы закреплены, кажется очевидным, что молекулярный порядок в системе будет определяться только межмолекулярным взаимодействием повышаться с ростом взаимодействия и снижаться при ослаблении взаимодействия. Р 1. Стандартная система для раствора смесь идеальных газов, имеющая состав, температуру и объем раствора. Пр,КТ1пх 1. УХ летучесть. РИТ 1пр 1. Используя 1. ЯТ л . Р КТЪпЛп ЯТУп. У 1. В случае идеальности паровой фазы получаем
Р ЯТУп. ЯТ 1. Г ИГЕ. V мольный объем раствора, давление насыщенного пара раствора. Для чистой жидкости уравнение 1. Р1ктитРу1. Ъх1ЯхЯТ РУ ,
1. М1п1. Яд. Для чистых веществ уравнения 1. V, 1. Др Рх1Р1х2Р2 1. XV x2V2 1. Используя соотношения 1. ЛР X x2 X хп2 1. В работе рассмотрен вопрос о частичных функциях, учитывающих взаимодействие одной отдельно взятой частицы с остальными, так называемых частичных функциях взаимодействия. Используют две системы функций изохорнуга и . Р. и . С чисто практической точки зрения вторая система функций более удобна, так как термодинамические свойства жидкостей и растворов изучают обычно при Р . С помощью 1. Следует отметить, что значение коэффициента активности зависит не только от взаимодействия x, но и от разницы в мольных объемах компонентов. Используя соотношения 1. АН, , осуществив, таким образом, взаимосвязь стандартов идеального раствора и идеального газа. Несмотря на быстрое развитие методов априорного предсказания фазовых равновесий в различных системах, эксперимент остается основным источником сведений о равновесии жидкостьпар. Щ,ртАН рУр Vx
1.