Термодинамические функции углеводородного состава каменноугольной смолы
Аддитивная схема расчета термодинамики углеводородного состава. Атомные группы, применяемые для расчета органических молекул. Термодинамические функции углеводородного состава органической массы исходя из продолжительности кавитационного воздействия.
| Рубрика | Химия |
| Вид | статья |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 21.03.2014 |
| Размер файла | 52,4 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Карагандинский государственный университет им. Е.А. Букетова, Караганда, Казахстан
Синьцзяньский университет, Урумчи, КНР
Термодинамические функции углеводородного состава каменноугольной смолы
Ахметкаримова Ж.С., Байкенов М.И., Тусипхан А., Ма Фэн Юнь
УДК 665.5
Для термодинамических исследований углехимических процессов, в частности кавитационной переработки каменноугольной смолы [1] в широком температурном диапазоне, необходимо иметь данные по значению термодинамических функций, таких как теплоемкость, энтальпия, энтропия, свободная энергия Гиббса. В настоящее время соответствующие экспериментальные данные по термодинамическим функциям углеводородного состава каменноугольной смолы отсутствует, поэтому в литературе исследователи уделяют большое внимание по разработке теоретических и практических методов их расчета [2].
В основе метода расчета термодинамических функций углеводородного состава лежит аддитивная схема, для исследования реакционной способности модельных соединений. Аддитивный метод расчета термодинамических функций модельных соединений входящих в фрагментарный состав органической массы угля или каменноугольной смолы, был разработан профессором А.М. Гюльмалиевым [2]. Метод базируется на аддитивной схеме, где для расчета температурной зависимости термодинамической функции в интервале температур от 298 до 1000 К углеводородов произвольной структуры определяется набор параметров от гибридных состояний углеродных атомов и числа атомов водорода, связанных с ними химической связью. Согласно аддитивной схеме термодинамическая функция
, (1)
где - величина свойства Ф, приходящаяся на -й тип структурной группы.
Перечень атомных групп, примененных для расчета термодинамических функций углеводородов и других органических молекул. Для каждой группы атомов значения величин , и определялись из соответствующих данных для известных моделей. Расчет температурной зависимости фрагментов проводился по квадратичной функции:
(2)
где - коэффициенты.
Изменения энтальпии и энтропии молекулы в зависимости от температуры вычислялись по следующим формулам:
(3)
(4)
С учетом (2) из формулы (4) имеем:
(5)
(6)
где
; и .
Свободная энергия Гиббса вычислялась по формуле:
(7)
Для расчета термодинамических функций углеводородного состава каменноугольной смолы после кавитационного воздействия были использованы количественные данные элементного состава каменноугольной смолы и результаты количественного определения карбоксильных и гидроксильных групп (СООН, ОН) в каменноугольной смоле установлены с помощью ацетатного метода и нейтрализации щелочами [3]. Значения термодинамических функций углеводородного состава до обработки и после кавитационного воздействия приведены в таблице 1.
Таблица 1 - Термодинамические функции углеводородного состава органической массы исходной каменноугольной смолы
|
298 |
196,5 |
-239,2 |
111,8 |
-203,4 |
111.9 |
|
|
300 |
197,7 |
-238,9 |
113,2 |
-203,2 |
112,1 |
|
|
400 |
255,1 |
-227,5 |
178,1 |
-192,9 |
120,4 |
|
|
500 |
304,3 |
-213,2 |
204,5 |
-185,8 |
138,2 |
|
|
600 |
345,4 |
-207,6 |
299,6 |
-181,8 |
160,2 |
|
|
700 |
378,4 |
-177,2 |
355,6 |
-180,8 |
184,2 |
|
|
800 |
403,2 |
-156,7 |
407,8 |
-182,5 |
208.9 |
|
|
900 |
416,6 |
-135,1 |
456,3 |
-186,9 |
233.7 |
|
|
1000 |
428,4 |
-112,7 |
501,1 |
-193.9 |
258,3 |
Таблица 2 - Термодинамические функции углеводородного состава каменноугольной смолы полученной при кавитационной обработке в течение 1 минут
|
298 |
260,9 |
-204.5 |
483,4 |
-296,8 |
484,3 |
|
|
300 |
262,3 |
-204,1 |
486,1 |
-297,4 |
484,5 |
|
|
400 |
323,3 |
-185,9 |
570,1 |
-331,1 |
495,8 |
|
|
500 |
374,1 |
-164,6 |
247,8 |
-369,8 |
518,1 |
|
|
600 |
414,9 |
-140,7 |
719,8 |
-412,9 |
545,8 |
|
|
700 |
445,5 |
-114,9 |
786,2 |
-460,2 |
575,6 |
|
|
800 |
446,1 |
-88,1 |
847,1 |
-511,1 |
605,7 |
|
|
900 |
476,4 |
-60,5 |
902,7 |
-565,1 |
635,7 |
|
|
1000 |
476,8 |
-33,1 |
953,1 |
-622,1 |
644.9 |
Таблица 3 - Термодинамические функции углеводородного состава каменноугольной смолы полученной при кавитационной обработке в течении 2 минут
|
298 |
254,2 |
-201,1 |
457,5 |
-277,9 |
457,5 |
|
|
300 |
255,5 |
-200,7 |
459,2 |
-278,4 |
457,6 |
|
|
400 |
315,9 |
-183,3 |
541,2 |
-306,6 |
468,3 |
|
|
500 |
366,4 |
-162,7 |
617,3 |
-340,1 |
490,6 |
|
|
600 |
406,9 |
-139,7 |
687,8 |
-377,5 |
517,6 |
|
|
700 |
437,7 |
-114.7 |
753,0 |
-418,9 |
546,7 |
|
|
800 |
458,7 |
-88,5 |
812,9 |
-463,8 |
576,3 |
|
|
900 |
469,6 |
-61,6 |
837,7 |
-511,9 |
605,6 |
|
|
1000 |
470.9 |
-34,8 |
917,3 |
-562,9 |
634,4 |
Таблица 4 - Термодинамические функции углеводородного состава каменноугольной смолы полученной при кавитационной обработке в течении 3 минут
|
298 |
236,5 |
-124,1 |
484,2 |
-201,7 |
484,2 |
|
|
300 |
237,7 |
-119,6 |
485,8 |
-202,3 |
484,5 |
|
|
400 |
293,8 |
-104,2 |
562,1 |
-232,0 |
494,3 |
|
|
500 |
341,1 |
-86,1 |
632,9 |
-265,9 |
515,1 |
|
|
600 |
379,2 |
-65,6 |
698,6 |
-303.7 |
515,2 |
|
|
700 |
408,5 |
-43,5 |
759,4 |
-344.8 |
567,2 |
|
|
800 |
428,8 |
-20,1 |
811,3 |
-389,3 |
594,8 |
|
|
900 |
440,2 |
37,7 |
866,5 |
-436,5 |
622,2 |
|
|
1000 |
442,6 |
22,8 |
913,2 |
-486,3 |
648,9 |
Таблица 5 - Термодинамические функции углеводородного состава каменноугольной смолы полученной при кавитационной обработке в течении 5 минут
|
298 |
239,5 |
-204,5 |
374,5 |
-256,9 |
374,5 |
|
|
300 |
240,7 |
-204,2 |
376,0 |
-257,3 |
374,5 |
|
|
400 |
300,1 |
-188,2 |
453,7 |
-277,3 |
384,7 |
|
|
500 |
349,9 |
-169,3 |
526,2 |
-301,6 |
405,8 |
|
|
600 |
390,3 |
-147,8 |
593,7 |
-329,9 |
431,6 |
|
|
700 |
421,3 |
-124,5 |
656,3 |
-362,1 |
459,2 |
|
|
800 |
442,7 |
-99,9 |
714,0 |
-397,5 |
487,6 |
|
|
900 |
454,6 |
-74,5 |
767,0 |
-435,9 |
515,7 |
|
|
1000 |
457,1 |
-49,1 |
815,1 |
-477,1 |
543,3 |
Для расчета термодинамических характеристик каменноугольной смолы после кавитационного воздействия были использованы количественные данные элементного состава каменноугольной смолы и результаты количественного определения карбоксильных и гидроксильных групп. Значения термодинамических функций углеводородного состава до и после обработки кавитационного воздействия приведены в таблицах 1 - 5.
Анализ результатов расчета термодинамических функций приведенный в таблице 2 - 5 показал, что при увеличении продолжительности от 1 до 5 минут кавитационного воздействия наблюдается уменьшение величины теплоемкости от 260,9 до 239,5 Дж/моль-1?К-1, а величина энтропии, энтальпии и энергии Гиббса носит экстремальный характер. Однако, в температурном интервале от 298 до 1000 К удельная теплоемкость, энтропия и энергия Гиббса возрастает по абсолютной величине, а энтальпия в выбранном температурном интервале увеличивается в положительную сторону. Увеличение энтропии в изучаемом температурном интервале позволяет сделать заключение о положительном влиянии РПК на углеводородный состав каменноугольной смолы в сторону увеличения выхода низкомолекулярных веществ. Однако характер изменения термодинамических функций позволяет нам установить, что продолжительность кавитационного воздействия рассчитанных для каменноугольной смолы, подвергшейся кавитационной обработке через различные промежутки времени (от 1 до 5 минут), свидетельствует о том, что продолжительность кавитационного воздействия не должна превышать 3-4 минут.
Таким образом, нами на основе аддитивного метода были рассчитаны термодинамические функции каменноугольной смолы в зависимости от продолжительности кавитационного воздействия.
термодинамика органический углеводородный молекула
Список литературы
1. Иманбаев С.Ш. Физико-химические основы каталитическо-кавитационного воздействия на органическую массу первичной каменноугольной смолы. дис… канд. хим. наук: 02.00.04. - Караганда: КарГУ, 2010. - 117 с.
2. Гюльмалиев А.М., Головин Г.С., Гладун Т.Г. Теоретические основы химии угля. - М.: МГГУ, 2003. - 556 с.
3. Ботова В.И., Иорданиди Г.К., Сагиндыков А.А. Парамагнитные свойства нефтенасыщенной породы месторождение Каражанбас и их изменение при термолизе // Нефтехимия. - 1989. - Т.29, № 4. - С. 458-464.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Изомерия – важнейшее понятие в химии и причина многочисленности и разнообразия органических соединений. История открытия изомерии. Структурная и пространственная виды изомерии. Изомерия углеводородного скелета. Оптическая изомерия несимметричных молекул.
реферат [250,7 K], добавлен 17.04.2011Материальный баланс абсорбера. Расчет мольного состава регенерированного раствора ДЭА. Тепловой баланс абсорбера. Химический состав насыщенного абсорбента. Расчет диаметра абсорбера в наиболее нагруженном нижнем его сечении. Рабочая высота абсорбера.
курсовая работа [1,3 M], добавлен 15.06.2010Состав, свойства и направления переработки каменноугольной смолы. Фазовые равновесия жидкость-пар в системах. Легкая, фенольная, нафталиновая, поглотительная, антраценовая фракция и ее компоненты. Пек каменноугольный, новые идеи получения продукции.
курсовая работа [337,3 K], добавлен 21.12.2015Определение шихтового состава массы по химическому составу черепка и сырьевых материалов. Расчет молекулярного, рационального состава сырьевых материалов и масс. Расчет шихтового состава массы при расчетной (полной) замене одного из сырьевых материалов.
контрольная работа [68,5 K], добавлен 14.10.2012Краткий исторический обзор развития органической химии. Первые теоретические воззрения. Теория строения А.М. Бутлерова. Способы изображения органических молекул. Типы углеродного скелета. Изомерия, гомология, изология. Классы органических соединений.
контрольная работа [216,8 K], добавлен 05.08.2013Температура. I закон термодинамики. Термохимия. Второй закон. Равновесие в однокомпонентных гетерогенных системах. Термодинамические свойства многокомпонентных систем. Растворы. Химический потенциал. Термодинамика смесей идеальных газов.
лекция [203,3 K], добавлен 04.01.2004Главные методы компьютерного моделирования. Термодинамические функции растворения и сольватации. Спектроскопические исследования водно-органических растворителей. Методы IKBI и QLQC. Связь между составом бинарной смеси растворов и параметром полярности.
курсовая работа [2,8 M], добавлен 16.06.2014Aтомно-молекулярная теория, закон сохранения массы и энергии, соотношение Эйнштейна. Закон постоянства состава. Распространенность элементов в природе. Атомные и молекулярные массы. Стехиометрические соотношения в химии. Объединенный газовый закон.
лекция [67,5 K], добавлен 22.04.2013Технологии термического разложения углеводородного сырья. Основные параметры, влияющие на процесс. Схема установки пиролиза бензиновых фракций. Характеристика сырья и производимой продукции. Теплотехнический расчет печи. Материальный баланс установки.
курсовая работа [155,0 K], добавлен 02.04.2015Селективные свойства сорбента "ПЭГ-400-В-ЦД" по отношению к структурным и оптическим изомерам органических соединений. Влияние добавки макроциклического В-ЦД на хроматографическое удерживание и термодинамические функции сорбции исследуемых сорбатов.
дипломная работа [2,3 M], добавлен 09.08.2016Химический состав и органические вещества клетки. Общая формула углеводов как группы органических соединений, особенности их получения, классификация, значение и функции, а также специфика их применения. Строение молекул моно-, олиго- и полисахаридов.
презентация [537,7 K], добавлен 23.05.2010Классификация спиртов по числу гидроксильных групп (атомности) и характеру углеводородного радикала. Получение безводного этанола - "абсолютного спирта", его применение в медицине, пищевой промышленности и парфюмерии. Распространение спиртов в природе.
презентация [11,7 M], добавлен 30.05.2016Роль углеводородов как химического сырья. Получение исходного сырья и основные нефтехимические производства. Характеристика продуктов нефтехимии. Структура нефтехимического и газоперерабатывающего комплекса России. Инновационное развитие отрасли.
курсовая работа [272,0 K], добавлен 24.06.2011Количественная оценка распределения химических элементов. Закономерности в распределении кларков. Изучение спектров звезд. Процессы образование химических элементов. Превращение водорода в гелий. Оценка состава Земли. Кларки элементов для земной коры.
реферат [28,5 K], добавлен 16.05.2013Характеристика процесса пиролиза жидкого углеводородного сырья (фракция гексановая) для получения пирогаза, содержащего этилен, пропилен и другие мономеры для нефтехимических синтезов. Расчеты технологического оборудования и контроль производства.
дипломная работа [1,4 M], добавлен 02.12.2010Соединения енолов и фенолов. Происхождение слова алкоголь. Классификация спиртов по числу гидроксильных групп, характеру углеводородного радикала. Их изомерия, химические свойства, способы получения. Примеры применения этилового и метилового спиртов.
презентация [803,3 K], добавлен 27.12.2015Химический состав белков - органических высокомолекулярных азотистых соединений. Их классификация по химическим свойствам, форме молекулы, структуре. Изменения белкового состава при онтогенезе и болезнях. Наследственные и приобретенные типы протеинопатии.
презентация [124,1 K], добавлен 24.10.2013Характеристика литосферы, состава химических элементов и минералов в земной коре. Строение, химический состав и функции гидросферы, атмосферы. Особенности фотосинтеза органических веществ, происходящего в биосфере. Исследование биогеохимических процессов.
реферат [14,6 K], добавлен 18.04.2010Актуальность производства метанола. Физические и химические свойства. Подготовка углеводородного сырья. Производство синтез-газа. Получение целевого продукта. Структурный анализ затрат. Формы отравления метаноловым спиртом. Применение метанола в мире.
презентация [863,6 K], добавлен 15.11.2015Растительность болот и классификация торфа в заказнике. Метод определения органических веществ окситермография. Реагенты, вспомогательное оборудование. Методика определения влажности и зольности, элементного состава торфа, органического углерода мха.
курсовая работа [472,5 K], добавлен 25.05.2016
