P, V, T, X свойства бинарных смесей вода-диметилсульфоксид (2-пропанол), этиленгликоль-диметилсульфоксид
Скачать 214.74 Kb.
|
На правах рукописи МАКАРОВ Дмитрий Михайлович P, V, T, X – СВОЙСТВА БИНАРНЫХ СМЕСЕЙ ВОДА–ДИМЕТИЛСУЛЬФОКСИД (2-ПРОПАНОЛ), ЭТИЛЕНГЛИКОЛЬ–ДИМЕТИЛСУЛЬФОКСИД 02.00.04 – физическая химия Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата химических наук Иваново – 2008 Работа выполнена в Институте химии растворов Российской академии наук Научный руководитель кандидат химических наук, старший научный сотрудник Егоров Геннадий Ильич Официальные оппоненты: доктор химических наук, профессор Карцев Валерий Николаевич доктор химических наук, профессор Улитин Михаил Валерьевич Ведущая организация Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Санкт-Петербургский государственный технологический институт (технический университет) Защита состоится 24 апреля 2008 г. в «10» часов на заседании диссертационного совета Д 002.106.01, Институт химии растворов РАН, 153045 г. Иваново, ул. Академическая, 1 С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института химии растворов Российской академии наук Автореферат разослан «20» марта 2008 года У  ченый секретарьдиссертационного совета Ломова Т. Н. Общая характеристика работы Актуальность работы. Установление количественной связи между макроскопическими свойствами растворов и характером межмолекулярных взаимодействий, способствует решению многих фундаментальных и практических проблем и является одной из главных задач физической химии. Одним из путей решения такой задачи является получение надежных экспериментальных данных по термодинамическим свойствам растворов с последующим их обобщением для понимания природы этих сложных систем. К настоящему времени большинство термодинамических характеристик растворов получены в условиях атмосферного давления и в пределах узкого диапазона температур. Это недостаточно для удовлетворения увеличивающегося промышленного спроса для технологических процессов, происходящих при давлениях, отличных от атмосферного. Отсутствие таких данных, в основном, связано со сложностью проведения эксперимента при высоком давлении. Изучение влияние давления, температуры и состава на термодинамические свойства (P,V,T,x - свойства) смешанных растворителей является важным инструментом их исследования, поскольку позволяет обеспечить более глубокое понимание структуры жидкостей, особенностей межмолекулярного взаимодействия в смеси. Актуальной проблемой физической химии жидкостей является вывод уравнений состояния, способных предсказать термодинамические свойства систем в широких диапазонах давлений, температур и составов. Это задача, требующая большого массива экспериментальных данных, корректной математической обработки полученных результатов В качестве объектов исследования в настоящей работе были выбраны бинарные системы вода–2-пропанол, вода–диметилсульфоксид (ДМСО) и этиленгликоль (ЭГ)–диметилсульфоксид. Вода, как известно, обладает развитой сеткой водородных связей, которая во многом определяет свойства водных смесей. Подобной сеткой водородных связей, хотя и менее выраженной, обладает и этиленгликоль. Выбор сорастворителей был обусловлен тем, что ДМСО и 2-пропанол, имеющие в своем составе две гидрофобные СН3-группы, способны образовывать водородные связи и различаются полярностью. Работа выполнена в соответствии с планом НИР ИХР РАН по теме “Структура и динамика молекулярных и ион-молекулярных растворов в широком интервале температур и давлений”. Номер госрегистрации 01.2.00.1 02458 Работа поддержана Российским фондом фундаментальных исследований (Грант № 06-03-96322а). Цель работы. Исследование P,V,T,x-свойств смесей вода–2-пропанол, вода–диметилсульфоксид, этиленгликоль–диметилсульфоксид. Установление закономерностей в изменении свойств и выявление особенностей межмолекулярного взаимодействия в изученных системах. В связи с этим определились основные задачи исследования:
Научная новизна работы. Впервые проведено полибарическое и политермическое изучение систем вода–2-пропанол, вода–ДМСО и ЭГ–ДМСО. Исследования проводились при температурах 278.15, 288.15, 298.15, 308.15, 323.15 К и давлениях 100, 250, 500, 750, 1000 бар во всей области составов жидкого состояния. Рассчитаны термические коэффициенты; внутреннее давление; парциальные мольные коэффициенты: изотермической сжимаемости и объемного термического расширения; парциальные мольные объемы компонентов; избыточные мольные объемы; изменения  избыточной энергии Гиббса, энтропии и энтальпии.Показано, что концентрационные зависимости термодинамических коэффициентов систем вода–2-пропанол и вода–ДМСО имеют экстремумы, обусловленные стабилизацией пространственной сетки водородных связей воды, а в смеси этиленгликоль–ДМСО, характеризующейся также наличием сетки водородных связей, экстремумы на этих зависимостях – отсутствуют. Обнаружена температурная инверсия коэффициента изотермической сжимаемости чистого ДМСО при высоких давлениях. Установлено противоположенное влияние давления на величину избыточной энергии Гиббса в смесях вода–2-пропанол и вода–ДМСО. Энтальпии смешения во всех изученных смесях с ростом давления становятся более экзотермичными, а в системе вода–2-пропанол при давлениях выше 1000 бар энтальпии смешения отрицательны во всей области составов. Установлено противоположное влияние температуры на избыточный мольный объем в системах вода–ДМСО и ЭГ–ДМСО, что связано с наличием расслоения в смеси ЭГ–ДМCО при температуре, находящейся ниже температуры кристаллизации ДМСО. Впервые получены уравнения состояния изученных систем. Практическая значимость работы. Все экспериментально полученные результаты, а также определённые на их основе расчётные величины дополняют справочную базу данных по термодинамическим свойствам веществ при высоких параметрах состояния. Полученные уравнения состояния изученных систем могут быть использованы для расчета оборудования технологических процессов, а также для определения и прогнозирования свойств смесей при заданных параметрах. Апробация работы. Основные результаты настоящей работы были представлены и доложены: на XV и XVI Международной конференции по химической термодинамике в России, Москва, 2005 г., Суздаль, 2007 г.; Международной конференции молодых учёных по фундаментальным наукам. «Ломоносов-2006», Москва, 2006 г.; Всероссийской конференции «Кинетика и механизм кристаллизации. Нанокристаллизация. Биокристаллизация», Иваново, 2006 г.; I и II Региональной конференции молодых ученых «Теоретическая и экспериментальная химия жидкофазных систем», Иваново, 2006, 2007 гг.; X Международной конференции «Проблемы сольватации и комплексообразования в растворах», Суздаль, 2007 г. I Межрегиональной научной конференции «Фундаментальная наука - Центральной России», Тамбов, 2007 г. Структура и объем диссертации. Работа состоит из введения, литературного обзора, экспериментальной части, обсуждения результатов, выводов, списка цитируемой литературы (250 источников) и приложения. Диссертация содержит 20 таблиц, 51 рисунок. По материалам диссертации опубликовано 13 работ, в том числе 3 статьи и тезисы 10 докладов в сборниках международных и отечественных научных конференций. |
Добавить документ в свой блог или на сайт
Похожие:
 | Реферат Отчет 65 с., 10 ч., 20 Ключевые слова: ацидокомплексообразование, донорное число, гидрофобные взаимодействия, водно-органические кристаллосольваты, галогениды... |  | Пояснительная записка к уроку по теме «Вода и её свойства» «Вода и её свойства» в 9-ом классе моу сош №24, г. Крымска, Краснодарского края по естественно – научному направлению |
| Прогнозирование температуры вспышки бинарных жидких смесей Программа «Мы и окружающий мир» разработана в соответствии с психолого-педагогическими основами системы обучения, наце ленной на... | | Тема. Вода и её свойства Тема и номер урока в теме: Какой бывает вода? (десятый урок в разделе «Родная природа») |
| Программа по естествознанию (раздел «Химия») для студентов, обучающихся... Вода вокруг нас. Физические и химические свойства воды. Растворение твердых веществ и газов. Массовая доля вещества в растворе как... | | Реферат по физике т е м а: тепловые свойства воды Вода – это большая часть циркулирующей в нашем теле крови. И так не только у людей: большая часть тела всех живых существ это вода.... |
| Вода, её физические и химические свойства, гигиеническое и экологическое значение Тема: Вода, её физические и химические свойства, гигиеническое и экологическое значение | | Проект «Капелька волшебница вода» Номинация «Вода в доме» Вот это да! Ай, да вода! А еще вода очень сильная. Говорят, капля камень точит. Это правда. Вода может разрушить самые прочные скалы,... |
| Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... Техника: «Вода, вода, вода!!! + акварель». Работа в 2 приема («по мокрому», «по сухому») | | Реферат по химии на тему "Вода" Вода самое распространенное на земле вещество. Поверхность нашей планеты на 71 покрыта водой. Но эти огромные ресурсы не пригодны... |
| Урок на тему «Вода. Свойства воды» Оборудование: растворы, интерактивная доска, рабочие листы, периодическая система химических элементов, таблица растворимости | | Реферат по исследовательской работе на тему "Вода" Вода самое распространенное на земле вещество. Поверхность нашей планеты на 71 покрыта водой. Но эти огромные ресурсы не пригодны... |
| Vii школьная научно-практическая конференция «Молодежь и наука» Коллективная (2,3 класс) исследовательская работа «Что такое вода?». Руководитель Е. В. Кирдяшева. Цель работы: выяснить, что такое... | | Тема урока: Вода, свойства воды. Превращения и круговорот воды. О б о р у д о в а н и е: глобус; материалы для практической работы: пробирка, зажим, спиртовка |
| Конспект занятия в подготовительной группе на тему: «вода. Круговорот... Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение Средняя общеобразовательная школа с углубленным | | Конспект занятия в подготовительной группе на тему: «вода. Круговорот... Базовый учебник Макарова Н. В., Кочурова Е. Г, Николайчук Г. С. и др./ под ред. Макаровой Н. В. «Информатика и икт. 8-9» |
