ХИМИЯ И ХИМИЧЕСКАЯ ТЕХНОЛОГИЯ
УДК 544.353
Е. С. Б а л а н к и н а
ВЛИЯНИЕ ГЕОМЕТРИЧЕСКОГО ФАКТОРА
НА ОБЪЕМНЫЕ СВОЙСТВА БИНАРНЫХ
СМЕСЕЙ
Получено мольно-аддитивное правило для плотности модель-
ных смесей, компоненты которых не взаимодействуют и име-
ют геометрически идентичные структуры чистых жидкостей
(равенство объемов молекул и плотностей упаковки), входя-
щих в смесь. Выявлены на молекулярном уровне причины от-
клонения поведения плотности смеси от мольно-аддитивного
правила в случае, когда чистые жидкости имеют струк-
туры, различающиеся геометрическим строением. Установле-
но, что в величину избыточных объемных свойств реаль-
ной смеси значительный вклад может вносить геометрический
фактор. Для смесей разных типов рассчитан максимальный
вклад этого фактора в величину относительного избыточного
объема.
Одна из основных задач физической химии — это исследование
влияния микроструктуры на термодинамические свойства чистых
жидкостей и их смесей. За последние годы достигнут значительный
успех в области исследования строения и свойств смесей. Однако
в большинстве случаев наблюдаемые явления и процессы не имеют
однозначной интерпретации на молекулярном уровне. Так, для сме-
сей, идеальных с точки зрения термодинамики (термодинамически
идеальных смесей), характерна следующая зависимость [1, 2]:
V
id
m
=
n
X
i
=1
x
i
V
0
i
,
(1)
где индекс
0
относится к чистым жидкостям,
id
— к идеальной смеси,
m
— к смеси;
n
— число чистых жидкостей, составляющих смесь;
х
i
— мольная доля
i
-го компонента,
i
— номер компонента смеси.
Однако из законов термодинамики трудно определить структурные
условия, при которых смеси становятся идеальными. В связи с этим
возникает вопрос, чем обусловлена на структурном уровне аддитив-
ная концентрационная зависимость объемных свойств термодинами-
чески идеальных смесей. Мольный объем реальных смесей, как пра-
вило, не складывается аддитивно из мольных объемов смешиваемых
чистых жидкостей. Теории смесей, учитывающие характер взаимо-
действий между молекулами, объясняют отклонение концентрацион-
ного поведения свойств реальной смеси (
Z
r
m
)
от термодинамически
ISSN 1812-3368. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Естественные науки”. 2008. № 4
117
