Моделирование давления пара в бинарных растворах неэлектролитов по избыточным функциям

Аннотация

Рассмотрено моделирование термодинамических свойств двухкомпонентных растворов неэлектролитов, полностью смешивающихся друг с другом с положительным отклонением от идеальности вследствие ассоциации в основном одного из компонентов раствора. Использована основанная на кластерных представлениях математическая модель. Приведено уравнение кластерной модели для описания концентрационных зависимостей давления пара над раствором от состава жидкой фазы. Параметрами уравнения модели являются математическое ожидание распределения ассоциатов в стандартном состоянии и дисперсия ассоциатов. Представлен формализованный метод моделирования давления пара по концентрационным зависимостям избыточных мольных характеристик смеси от состава жидкой фазы. Для бинарных растворов спиртов в алкилгалогенидах получены концентрационные зависимости давления пара как непосредственно по экспериментальным данным, так и по характеристикам избыточной мольной энтальпии и избыточного мольного объема. Полученные различными способами решения хорошо согласуются друг с другом и адекватно описывают концентрационные зависимости давления пара от состава жидкой фазы. Показано, что изменение параметров уравнений кластерной модели в температурном диапазоне хорошо соответствует закономерностям ассоциации систем, склонных к образованию водородных связей

Просьба ссылаться на эту статью следующим образом:

Митрофанов М.С., Ананьева Е.А., Сергиевский В.В. Моделирование давления пара в бинарных растворах неэлектролитов по избыточным функциям. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Естественные науки, 2022, № 4 (103), с. 125--139. DOI: https://doi.org/10.18698/1812-3368-2022-4-125-139

Литература

[1] Уейлес С. Фазовые равновесия в химической технологии. Ч. 1. М., Мир, 1989.

[2] Рудаков A.M., Скоробогатько Д.С., Сергиевский В.В. Молекулярная ассоциация в бинарных смесях спирт --- алифатический углеводород по данным равновесия жидкость--пар. Инженерная физика, 2007, № 2, с. 32--35.

[3] Рудаков А.М., Сергиевский В.В. Описание термодинамических свойств растворов на основе кластерной модели самоорганизации. В кн.: Структурная самоорганизация в растворах и на границе раздела фаз. М., URSS, 2008, с. 341--411.

[4] Рудаков A.M., Скоробогатько Д.С., Сергиевский В.В. и др. Моделирование термодинамических свойств бинарных смесей алканоламинов с водой. Химическая технология, 2011, т. 12, № 7, с. 444--447.

[5] Рудаков А.М., Глаголева М.А., Липанова Н.В. и др. Молекулярная ассоциация в бинарных смесях алифатических эфиров и н-спиртов. Современные проблемы науки и образования, 2012, № 6. URL: https://science-education.ru/ru/article/view?id=7965

[6] Рудаков А.М., Скоробогатько Д.С., Сергиевский В.В. Описание равновесий жидкость--пар для бинарных смесей спирт-органический растворитель. Конденсированные среды и межфазные границы, 2007, т. 9, № 2, с. 147--151.

[7] Митрофанов М.С., Сергиевский В.В. Моделирование равновесия жидкость--пар уравнениями кластерной модели растворов. Успехи в химии и химической технологии, 2017, т. 31, № 4, с. 7--10.

[8] Рудаков А.М., Митрофанов М.С., Сергиевский В.В. Определение констант ассоциации в бинарных смесях неэлектролитов по данным равновесия жидкость--пар. Конденсированные среды и межфазные границы, 2012, т. 14, № 2, с. 233--238.

[9] Рудаков А.М., Митрофанов М.С., Сергиевский В.В. Моделирование давления пара по результатам описания избыточной энтальпии пяти бинарных систем с ассоциированным компонентом. Конденсированные среды и межфазные границы, 2012, т. 14, № 3, с. 377--383.

[10] Martinez S., Garriga R., Perez P., et al. Isothermal vapor-liquid equilibrium of 1-chlorobutane with ethanol or 1-hexanol at ten temperatures between 278.15 K and 323.15 K. J. Chem. Eng. Data, 2001, vol. 46, iss. 3, pp. 535--540. DOI: https://doi.org/10.1021/je0000874

[11] Garriga R., Martinez S., Perez P., et al. Vapor pressures at several temperatures between 278.15 and 323.15 K and excess functions at T = 298.15 K for 1-bromobutane with 1-butanol or 2-methyl-2-propanol. J. Chem. Eng. Data, 2002, vol. 47, iss. 2, pp. 322--328. DOI: https://doi.org/10.1021/je0101754

[12] Garriga R., Martinez S., Perez P., et al. Thermodynamic excess properties for binary mixtures of 1-chlorobutane with 2-butanol or 2-methyl-1-propanol. Fluid Phase Equilib., 2001, vol. 181, iss. 1-2, pp. 203--214. DOI: https://doi.org/10.1016/S0378-3812(01)00499-X

[13] Garriga R., Martinez S., Perez P., et al. Isothermal (vapour + liquid) equilibrium at several temperatures of (1-chlorobutane+1-butanol, or 2-methyl-2-propanol). J. Chem. Thermodyn., 2001, vol. 33, iss. 5, pp. 523--534. DOI: https://doi.org/10.1006/jcht.2000.0766

[14] Chen H.-W., Wen C.-C., Tu C.-H. Excess molar volumes, viscosities, and refractive indexes for binary mixtures of 1-chlorobutane with four alcohols at T = (288.15, 298.15, and 308.15) K. J. Chem. Eng. Data, 2004, vol. 49, iss. 2, pp. 347--351. DOI: https://doi.org/10.1021/je030226s

[15] Anson A., Garriga R., Martinez S., et al. Densities and viscosities of binary mixtures of 1-chlorobutane with butanol isomers at several temperatures. J. Chem. Eng. Data, 2005, vol. 50, iss. 2, pp. 677--682. DOI: https://doi.org/10.1021/je0496140

[16] Чипига А.Ф., Колков Д.А. Анализ методов случайного поиска глобальных экстремумов многомерных функций. Фундаментальные исследования, 2006, № 2, с. 24--26.