Фазовые равновесия в двухкомпонентных системах тетрахлорэтен – н-алканы
Методика исследования рядов органических систем из двух компонентов (тетрахлорэтен – н-алканы) с постоянным членом ряда. Исследование эвтектического типа плавления. Растворяющая способность полимерных плёнок. Составы и температуры плавления эвтектик.
Рубрика | Химия |
Вид | статья |
Язык | русский |
Дата добавления | 02.04.2019 |
Размер файла | 1,5 M |
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/
Кафедра общей и неорганической химии. Самарский государственный технический университет. Ул. Молодогвардейская, 244. г. Самара. 443100. Самарская область. Россия. Тел.: (846) 2784477.
Фазовые равновесия в двухкомпонентных системах тетрахлорэтен - н-алканы
Гаркушин Иван Кириллович, Дорохина Екатерина Витальевна,
и Колядо Александр Владимирович3
Email: 1 baschem@samgtu.ru; 2 dorohinaE@yandex.ru;
3 kolyado@rambler.ru
Аннотация
тетрахлорэтен эвтектический плавление полимерный
В работе предложена методика исследования рядов органических систем из двух компонентов (тетрахлорэтен - н-алканы) с постоянным членом ряда - тетрахлорэтеном. Установлено по результатам исследований, что указанный ряд систем характеризуется эвтектическим типом плавления. Выявлены составы и температуры плавления эвтектик, рассчитана растворяющая способность их в отношении полимерных плёнок.
Ключевые слова: фазовые равновесия, эвтектика, блоксхема алгоритма, растворяющая способность, тетрахлорэтен, н-алкан
Введение
Наиболее изученным классом индивидуальных органических соединений являются н-алканы [1, 2]. В меньшей степени изучены двух и более компонентные системы [3, 4] из н-алканов, н-алканов и цикланов, н-алканов и аренов [5, 6]. Ещё менее изучены фазовые равновесия в системах из н-алканов и галогенпроизводных углеводородов. Предельные углеводороды применяются в качестве теплоносителей, теплоаккумулирующих веществ, а также в качестве растворителей. Однако н-алканы имеют невысокую растворяющую способность по отношению к полимерам [7, 8]. Галогенпроизводные углеводороды, в том числе тетрахлорэтен, применяются в качестве растворителей в машиностроительной, лакокрасочной, текстильной отраслях промышленности. Изучение фазовых равновесий в системах тетрахлорэтен - н-алканы позволит выявить низкоплавкие двухкомпонентные составы из неполярных веществ, которые можно использовать в качестве растворителей жиров, смазок, полимерных плёнок при низких температурах.
1. Экспериментальная часть
При исследовании фазовых равновесий ряда систем тетрахлорэтен - н-алканы можно применить алгоритм, схема которого приведена на рис. 1. Рассмотрим реализацию алгоритма, обозначив этапы через Эi, а процедуры через , где i - номер этапа, а j - номер процедуры на этапе.
2. Результаты и их обсуждение
Этап 1 (Э1). Определяем цель исследования: построение фазовых диаграмм рядов систем C2Cl4 - нCnH2n+2 (n = 10…20): выявление низкоплавких составов, расчет и изучение свойств низкоплавких составов. Постоянный компонент ряда - C2Cl4, переменные - н-алканы.
Этап 2 (Э2). Формирование систем.
. Приведенный на этапе 1 ряд включает следующие системы: C2Cl4 - нC10H22; C2Cl4 - нC11H24; C2Cl4 - нC12H26; C2Cl4 - нC13H28; C2Cl4 - нC14H30; C2Cl4 - нC15H32; C2Cl4 - нC16H34; C2Cl4 - нC17H36; C2Cl4 - нC18H38; C2Cl4 - нC19H40; C2Cl4 - нC20H42.
Рис. 1 Блоксхема алгоритма исследования рядов двухкомпонентных систем
. Формируем ряды с четным и нечетным числом атомов углерода в молекуле н-алкана:
четный - C2Cl4 - нCnH2n+2 (n = 1020, 6 систем).
нечетный - C2Cl4 - нCnH2n+2 (n = 1119, 5 систем).
Этап 3 (Э3). База данных по исходным веществам. На данном этапе на основании справочных данных формируется база по исходным веществам.
Этап 4 (Э4). Определяем полноту данных по исходным веществам.
Если данные по температурам плавления и энтальпиям плавления для некоторых веществ неизвестны, то переходим к этапу 5 (Э5), а если полные, как в нашем случае, переходим к этапу 6 (Э6).
Этап 6 (Э6). База данных по двухкомпонентным системам.
На данном этапе проводится анализ научной и патентной литературы по фазовым диаграммам. Если все системы изучены, то необходимо возвратиться к этапу 1 для выбора другого постоянного компонента ряда или непосредственно перейти к расчету свойств низкоплавких составов (этап 16), если составы - эвтектические.
В данной работе все системы ряда C2Cl4 - нCnH2n+2 (n = 1020) неизучены, поэтому переходим к этапу 8.
Этап 8 (Э8). Расчет диаграмм плавкости граничных систем.
Граничными системами ряда C2Cl4 - нCnH2n+2 (n = 1020) являются C2Cl4 - нC10H22 и C2Cl4 - нC20H42.
. Расчет ликвидусов двухкомпонентных систем C2Cl4 - нC10H22 и C2Cl4 - нC20H42.
Для расчета температур плавления эвтектик и ликвидусов систем использовано уравнение Шредера - Ле Шателье [9]:
(1)
где XA - мольная доля низкоплавкого компонента А в расплаве; mHA - мольная энтальпия плавления вещества А, Дж/моль; Te - температура плавления эвтектического состава, К;
TА - температура плавления чистого компонента А, К; R - мольная газовая постоянная, равная 8.314 Дж/моль К.
Решая математически систему уравнений, записанную для низкоплавкого компонента А и для тугоплавкого компонента В, получаем температуру и состав двойной эвтектики. Для определения характеристик эвтектики использовано программное обеспечение Microsoft Excel.
. Построить диаграммы плавкости систем по данным . На рис. 2 и 3 показаны ликвидусы систем C2Cl4 - нC10H22 и C2Cl4 - нC20H42, которые характеризуются наличием эвтектик.
Этап 9 (Э9) Планирование эксперимента по исследованию граничных систем.
Для экспериментального исследования методами низкотемпературного дифференциального термического анализа и калориметрии в соответствии с проведенным предварительным расчетом диаграмм плавкости взяты составы в системе C2Cl4 - нC10H22 (рис. 4) и составы в системе C2Cl4 - нC20H42 (рис. 5).
Этап 10 (Э10). Исследование методом НДТА граничных систем ряда C2Cl4 - нCnH2n+2.
Исследование методом НДТА показало, что обе системы эвтектического типа (рис. 4 и 5). Если бы системы не были эвтектического типа, то необходимо было перейти к Э1 и сформировать новый ряд систем. Изученные системы эвтектического типа, поэтому переходим к этапу 12.
Этап 12 (Э12). Варианты расчета и эксперимента.
Возможны два варианта проведения расчетных и экспериментальных исследований.
По варианту I переходим к этапу 19 (Э19), анализируя сразу весь ряд систем.
По II варианту переходим к этапам 1318, на которых анализируются отдельно ряд систем с четным и нечетным числом атомов углерода в молекуле н-алкана в системах C2Cl4 - нСnН2n+2.
Этап 13 (Э13). Расчет систем граничных и внутри ряда C2Cl4 - нСnН2n+2 (n - нечетное).
. Расчет точек нонвариантных равновесий в граничных системах C2Cl4 - нСnН2n+2 (n - нечетное).
В указанный ряд входят системы C2Cl4 - нС11Н24, C2Cl4 - нС13Н28, C2Cl4 - нС15Н32, C2Cl4 - нС17Н36, C2Cl4 - нС19Н40. Граничные системы ряда - C2Cl4 - нС11Н24 и C2Cl4 - нС19Н40. Расчет составов и температур плавления эвтектик по уравнению Шредера - Ле Шателье приведен в табл. 1.
. Рассчитываем ликвидусы граничных систем с нечетным числом атомов углерода в молекуле числом атомов углерода в молекуле н-алкана (рис. 6 и 7).
. Рассчитываем температуру плавления и состав эвтектики системы внутри ряда (C2Cl4 - нС15Н32) по уравнению Шредера - Ле Шателье: xе = 89.34 мол. % C2Cl4, Te =245.2 K (27.8 оC).
. Рассчитываем ликвидус системы внутри нечетного ряда (C2Cl4 - нС15Н32) по уравнению Шредера - Ле Шателье (рис. 8).
Этап 14 (Э14). Исследование систем граничных и внутри ряда C2Cl4 - нСnН2n+2 (n - нечетное).
. Экспериментальное исследование методом НДТА (калориметрии) системы C2Cl4 - нС11Н24 [12].
. Экспериментальное исследование методом НДТА (калориметрии) системы C2Cl4 - нС19Н40 [12].
. Экспериментальное исследование методом НДТА (калориметрии) системы C2Cl4 - нС15Н32 [13].
Этап 15 (Э15). Расчет систем граничных и внутри ряда C2Cl4 - нСnН2n+2 (n - четное).
Этап включает в себя процедуры, аналогичные этапу 13 (Э13).
Этап 16 (Э16). Исследование систем граничных и внутри ряда C2Cl4 - нСnН2n+2 (n - четное).
Этап включает в себя процедуры, аналогичные этапу 14 (Э14).
Этап 17 (Э17). Аналитическое описание зависимостей Te = f(n) и xe = f(n) в рядах систем С2Cl4 - нСnН2n+2 (n - четное и нечетное).
Рис. 2 Кривая ликвидуса системы C2Cl4 - нС10Н22, построенная по уравнению Шредера - Ле Шателье
Рис. 3 Кривая ликвидуса системы C2Cl4 - нС20Н42, построенная по уравнению Шредера - Ле Шателье
Рис. 4 t-х диаграмма системы тетрахлорэтен - ндекан
Рис. 5 t-х диаграмма системы тетрахлорэтен - нэйкозан
Табл. 1 Составы и температуры плавления эвтектик граничных систем (n - нечетное), полученные с помощью уравнения Шредера - Ле Шателье
Число атомов углерода в молекуле н-алкана |
Данные расчета по уравнению Шредера - Ле Шателье |
|||
Температура плавления эвтектического сплава |
Содержание н-алкана в эвтектическом сплаве, мол. % |
|||
оС |
К |
|||
11 |
-45.1 |
227.9 |
39.66 |
|
19 |
-23.3 |
249.7 |
1.85 |
Рис. 6 Кривая ликвидуса системы C2Cl4 - нС11Н24 , построенная по уравнению Шредера - Ле Шателье
Рис. 7 Кривая ликвидуса системы C2Cl4 - нС19Н40, построенная по уравнению Шредера - Ле Шателье
Для аналитического описания зависимости температур плавления Te = f(n) xe = f(n), где n - нечетное и четное, по данным расчета по уравнению Шредера - Ле Шателье и экспериментальным данным строятся зависимости в координатах «число атомов углерода в молекуле н-алкана - температура плавления эвтектики» и «число атомов углерода в молекуле н-алкана - состав эвтектики» по данным граничных и одной системы внутри нечетного ряда.
Этап 18 (Э18). Расчет Te и xe в системах внутри рядов С2Cl4 - нСnН2n+2 (n - четное и нечетное).
Температуры плавления и составы эвтектик, рассчитанные по зависимостям
Te = f(n), xe = f(n)
в системах С2Cl4 - нС13Н28, С2Cl4 - нС17Н36, С2Cl4 - нС12Н26, С2Cl4 - нС16Н34, С2Cl4 - нС18Н36 приведены в табл. 2.
Этап 19 (Э19). Расчет систем с использованием различных методов.
. Расчет остальных систем ряда C2Cl4 - нCnH2n+2 (n = 1119) по уравнению Шредера - Ле Шателье.
Рис. 8 Кривая ликвидуса системы C2Cl4 - нС15Н32, построенная по уравнению Шредера - Ле Шателье
Табл. 2 Расчетные характеристики эвтектических сплавов двухкомпонентных систем С2Cl4 - нСnН2n+2 (n = 12, 13, 16, 17, 18)
Система |
По данным расчета по уравнению Шредера - Ле Шателье |
Расчёт по экспериментальным данным |
|||
Температура плавления эвтектического сплава, К |
Содержание постоянного компонента в эвтектическом сплаве, мол. % |
Температура плавления эвтектического сплава, К |
Содержание постоянного компонента в эвтектическом сплаве, мол. % |
||
С2Cl4 - нС13Н28 |
32.88 |
88.89 |
25.79 |
89.38 |
|
С2Cl4 - нС17Н36 |
25.02 |
94.37 |
23.42 |
97.30 |
|
С2Cl4 - нС12Н26 |
25.96 |
91.03 |
25.40 |
91.68 |
|
С2Cl4 - нС16Н34 |
23.08 |
98.53 |
22.72 |
98.62 |
|
С2Cl4 - нС18Н36 |
23.03 |
98.66 |
22.68 |
98.74 |
Этап 20 (Э20). Расчетноэкспериментальное построение диаграмм плавкости.
. Расчет ликвидуса двухкомпонентной системы с использованием изотермического метода [4]. Изотермический метод построения ликвидуса эвтектической системы базируется на экспериментальных данных как минимум трех систем исследуемого ряда. Для построения ликвидуса системы проводится несколько изотермических сечений. Далее строятся изотермы в координатах число атомов углерода в молекуле н-алкана - содержание н-алкана (х). Получив ряд точек, проводим кривые ликвидуса до их взаимного пресечения и определяем характеристики эвтектики исследуемой системы.
Ликвидусы систем тетрахлорэтен - нтетрадекан, тетрахлорэтен - нпентадекан, построенные по изотермическому методу, показаны на рис. 9а.
. Расчет ликвидуса двухкомпонентной системы с использованием изоконцентрационного метода Изоконцентрационный метод аналогичен изотермическому. В исследуемых системах ряда проводится ряд изоконцентрационных сечений. Далее строятся изоконцентрационные линии в координатах число атомов углерода в молекуле н-алкана - температура плавления н-алкана [4]. Получив ряд точек, проводим кривые ликвидуса до их взаимного пресечения и определяем характеристики эвтектики исследуемой системы. Ликвидусы систем тетрахлорэтен - нтетрадекан, тетрахлорэтен - нпентадекан, построенные по изоконцентрационному методу, показаны на рис. 9б.
. Расчет ликвидуса двухкомпонентной системы с использованием интерполяционного метода Интерполяционный метод заключается в том, что кривая ликвидуса прогнозируемой системы строится по данным, полученным интерполяцией данных по двум ближайшим системам. В результате расчета были поострены ликвидусы 6ти двухкомпонентных систем (C2Cl4 - нС12Н26, C2Cl4 - нС14Н30, C2Cl4 - нС15Н32, C2Cl4 - нС16Н34, C2Cl4 - нС17Н36, C2Cl4 - нС18Н38). Кривая ликвидуса системы тетрахлорэтен - нтетрадекан представлена на рис. 10.
Этап 21 (Э21). Экспериментальное исследование остальных неизученных систем (табл. 3).
Этап 22 (Э22). Сравнительный анализ расчетных, расчетноэкспериментальных и экспериментальных данных.
Сравнение температур плавления и составов эвтектик экспериментальных и расчетных показывает, что наиболее простым и близким к эксперименту расчетным методом является метод с использованием уравнения Шредера - Ле Шателье.
Используя данные по исследованным методом низкотемпературного дифференциального термического анализа системам C2Cl4 - нCnH2n+2 (n = 1020), а также пакет программного обеспечения Table Curve 2D, были определены функциональные зависимости температур плавления эвтектических сплавов от числа атомов углерода в молекуле н-алкана (Te = f(n)), содержание н-алкана в эвтектическом сплаве от числа атомов углерода в молекуле н-алкана и температуры плавления эвтектического состава от содержания н-алкана в эвтектическом сплаве (Te = f(x)).
При определении функциональных зависимостей анализ в рядах двойных систем с участием н-алканов с чётным и нечётным числом атомов углерода проводили раздельно по минимальному значению среднеквадратичного отклонения.
Этап 23 (Э23). Расчет свойств составов.
. Расчет энтальпий и энтропий плавления составов.
Для исследуемых систем рассчитывали энтальпии плавления (mНе) и рассчитывались энтропии плавления (mSе) эвтектических составов по следующим формулам:
(2)
где х1, х2 - состав эвтектик, полученных расчетным путем, масс. доля;
mН1, mН2 - удельные энтальпии чистых компонентов, кДж/кг.
(3)
где mS1, mS2 - энтропия плавления чистых компонентов, Дж/(гК).
Подставляя значения энтропии в формулу 3, получаем формулу 5:
(4)
где Тпл,1, Тпл,2 - абсолютные температуры плавления чистых компонентов, К; Те - температура плавления эвтектического состава, К.
. Расчет растворяющей способности тетрахлорэтена и н-алканов.
Проведен прогноз растворяющей способности эвтектических смесей на основании параметра растворимости и каурибутанольной точки. Параметр растворимости используется для оценки растворимости полимеров и пленкообразователей в различных веществах (табл. 5).
Этап 24 (Э24). Экспериментальное определение свойств составов.
. Определение удельных энтальпий плавления и расчёт энтропий плавления (табл. 6).
Табл. 3 Экспериментальные и расчетные данные по составам и температурам плавления эвтектических сплавов двойных систем С2Cl4 - CnH2n+2 [1017]
Число атомов углерода в молекуле н-алкана |
Экспериментальные данные |
Данные расчета по уравнению Шредера - Ле Шателье |
|||
Температура плавления эвтектического сплава, К |
Содержание н-алкана в эвтектическом сплаве, мол. % |
Температура плавления эвтектического сплава, К |
Содержание н-алкана в эвтектическом сплаве, мол. % |
||
10 |
230.2 |
37.1 |
228.3 |
39.12 |
|
11 |
231.8 |
41.5 |
227.9 |
39.66 |
|
12 |
244.7 |
21.2 |
240.2 |
19.71 |
|
13 |
246.6 |
13.7 |
239.1 |
21.72 |
|
14 |
247.8 |
8.4 |
246.6 |
7.88 |
|
15 |
248.4 |
5.4 |
245.2 |
10.66 |
|
16 |
250.0 |
2.5 |
249.4 |
2.49 |
|
17 |
249.7 |
2.5 |
248.4 |
4.51 |
|
18 |
250.5 |
0.7 |
250.3 |
0.68 |
|
19 |
250.5 |
1.1 |
249.7 |
1.85 |
|
20 |
250.6 |
0.2 |
250.5 |
0.36 |
Рис. 9 Кривые ликвидуса двойных систем C2Cl4 - нС14Н30 (а) и C2Cl4 - нС15Н32 (б), построенные с помощью изотермического () и изоконцентрационного () методов
Табл. 4 Удельные энтальпии и энтропии плавления эвтектических составов двухкомпонентных систем
Система |
Расчетная энтальпия плавления mНe (уравнение 4), |
Расчетная энтропия плавления mSе (уравнение 3), |
|||
кДж/кг |
кДж /моль |
кДж/(кгК) |
Дж/(мольК) |
||
C2Cl4 нС10Н22 |
102.96 |
16.17 |
0.45 |
70.26 |
|
C2Cl4 нС11Н24 |
88.46 |
14.34 |
0.38 |
61.86 |
|
C2Cl4 нС12Н26 |
91.46 |
15.37 |
0.37 |
62.80 |
|
C2Cl4 нС13Н28 |
74.12 |
12.54 |
0.30 |
50.86 |
|
C2Cl4 нС14Н30 |
74.78 |
12.91 |
0.30 |
52.10 |
|
C2Cl4 нС15Н32 |
68.27 |
11.52 |
0.27 |
46.39 |
|
C2Cl4 нС16Н34 |
68.05 |
11.40 |
0.27 |
45.59 |
|
C2Cl4 нС17Н36 |
5.14 |
11.10 |
0.02 |
44.44 |
|
C2Cl4 нС18Н38 |
64.92 |
10.82 |
0.26 |
43.19 |
|
C2Cl4 нС19Н40 |
64.77 |
10.83 |
0.26 |
43.25 |
|
C2Cl4 нС20Н42 |
63.87 |
10.62 |
0.25 |
42.37 |
Этап 25 (Э25). Выбор оптимальных составов.
. Выбор составов для теплоносителей, теплоаккумулирующих веществ.
Для теплоносителей и теплоаккумулирующих веществ можно использовать эвтектические составы на основ систем C2Cl4 - нС10Н22 и C2Cl4 - нС12Н26.
Табл. 5 Расчетные значения параметров растворимости и каурибутанольных точек эвтектических составов
Система |
Содержание Постоянного компонента,мол. % |
Параметры растворимости состава (МДж/м3)1/2 |
КБ |
Пленкообразователь, для которого может быть использован состав |
||
Наименование |
Параметр растворимости состава (МДж/м3)1/2 |
|||||
C2Cl4 нС10Н22 |
62.85 |
17.2 |
51.5 |
Полиизобутилен |
17.5 |
|
C2Cl4 нС11Н24 |
58.55 |
16.5 |
48.1 |
Полиизобутилен |
17.5 |
|
C2Cl4 нС12Н26 |
78.83 |
18.9 |
60.2 |
Полибутадиен |
18.8 |
|
C2Cl4 нС13Н28 |
92.12 |
21.1 |
71.0 |
Акрилонитрил бутадиеновый эластомер |
21.4 |
|
C2Cl4 нС14Н30 |
92.10 |
21.0 |
70.5 |
Полистирол |
20.0 |
Табл. 6 Сравнение удельных энтальпий и энтропий плавления эвтектических составов исследуемых систем с расчетом по аддитивности
Система |
Расчетные данные |
Экспериментальные данные |
|||
Энтальпия плавления mНe (уравнение 4), кДж/кг |
Энтропия плавления mSе (уравнение 3), кДж/(кгК) |
Энтальпия плавления, mНе, кДж/кг |
Энтропия плавления, mSе, кДж/(кгК) |
||
C2Cl4 нС10Н22 |
102.96 |
0.45 |
142.00 |
0.617 |
|
C2Cl4 нС12Н26 |
91.46 |
0.37 |
120.20 |
0.491 |
|
C2Cl4 нС14Н30 |
74.78 |
0.30 |
93.99 |
0.379 |
|
C2Cl4 нС16Н34 |
68.05 |
0.27 |
63.55 |
0.253 |
. Выбор составов для растворителей.
В качестве растворителей рекомендуются к использованию эвтектические составы на основе систем C2Cl4 - нС10Н22, C2Cl4 - нС11Н24, C2Cl4 - нС12Н26, C2Cl4 - нС13Н28, C2Cl4-нС14Н30, C2Cl4 - С6Н6, C2Cl4 - СCl4, так как данные составы имеют минимальные температуры плавления (209.9247.8 К) и при этом попадают в область, характеризующуюся высокой растворимостью для большинства полимеров.
Выполнение этапов 26, 27 нами не предусмотрено, поэтому можно сделать следующие выводы по работе.
Выводы
1. Предложен и реализован алгоритм исследования рядов двухкомпонентных систем из н-алканов с одним постоянным компонентом - тетрахлорэтеном, включающий как теоретические, так и экспериментальные этапы выявления эвтектических составов, в первую очередь граничных систем ряда. На основе теоретического расчета и экспериментальных данных по граничным системам качественный анализ показал, что ряд C2Cl4 - нСnH2n+2 (n = 10…20) представлен системами эвтектического типа.
2. С использованием уравнения Шредера - Ле Шателье и ряда расчетноэкспериментальных методов - изотермического, изоконцентрационного, интерполяционного, рассчитаны диаграмммы плавкости двойных систем C2Cl4 - нСnH2n+2 (n = 1020). Показано, что расчет эвтектик по уравнению Шредера - Ле Шателье дает наиболее близкие к эксперименту результаты.
3. Экспериментально исследованы фазовые равновесия в системах C2Cl4 - нСnH2n+2 (n = 1020), а также в системах с бензолом и тетрахлорметаном, которые позволили выявить составы и температуры точек нонвариантных равновесий. По экспериментальным данным с помощью ПЭВМ описаны уравнения кривых ликвидусов для доэвтектических и заэвтектических сплавов, уравнения изотерм и изоконцентрат в соответствующих изотермическом и изоконцентрационном методах.
4. Количественным низкотемпературным дифференциальным термическим анализом определены удельные энтальпии плавления эвтектических составов двухкомпонентных систем C2Cl4 - нС10Н22, C2Cl4 - нС12Н24, C2Cl4 - нС14Н30, C2Cl4 - нС16Н34. Показано положительное отклонение экспериментальных данных значений энтальпий плавления и рассчитанными значениями энтропий плавления эвтектик. Максимальная удельная энтальпии плавления 142 кДж/кг соответствует эвтектическому составу двойной системы тетрахлорэтен - ндекан, минимальная 63.55 кДж/кг - эвтектическому составу системы тетрахлорэтен - нгексадекан.
5. С увеличением числа атомов углерода в молекуле н-алкана в системах C2Cl4 - нСnH2n+2 (n = 1020) наблюдается «нивелирование» температур плавления эвтектик (приближение к температуре плавления C2Cl4) за счет снижения содержания в эвтектиках тугоплавкого компонента нСnH2n+2: содержание нС10Н22 37.1 мол. % при температуре 230.2 К, содержание нС20Н42 0.2 мол. % при температуре 250.6 К. Используя аналитические зависимости , , проведен расчёт экстраполированием температур плавления и составов эвтектик для n = 8, 9 и 2530 в молекуле н-алкана. В качестве растворителей рекомендуются к использованию эвтектические составы на основе систем C2Cl4 нС10Н22, C2Cl4 - нС11Н24, C2Cl4 - нС12Н26, C2Cl4 - нС13Н28, C2Cl4 - нС14Н30.
Благодарности
Исследования проводились с использованием оборудования ЦКП «Исследования физикохимических свойств веществ и материалов» ФГБОУ ВПО «Самарский государственный технический университет».
Литература
1. Варгафтик Н.Б. Справочник по теплофизическим свойствам газов и жидкостей. М.: Физматгиз. 1963. 708с.
2. Татевский В.М. Физикохимические свойства индивидуальных углеводородов (Рекомендуемые значения). М.: Гостоптехиздат. 1960. 412с.
3. Агафонов И.А., Гаркушин И.К., Мифтахов Т.Т. Фазовые равновесия в двухкомпонентных системах из н-алканов. Монография. Самара.: Изд. Самар. ГТУ. 1997. 88с.
4. Гаркушин И.К., Люстрицкая Д.В., Агафонов И.А. Анализ, прогнозирование и экспериментальное исследование рядов двухкомпонентных систем с участием ндекана и нундекана: Монография. Екатеринбург: УрО РАН. 2008. 118с.
5. Гаркушин И.К., Агафонов И.А., Копнина А.Ю., Калинина И.П. Фазовые равновесия в системах с участием н-алканов, циклоалканов и аренов. Екатеринбург: УрО РАН. 2006. 127с.
6. Копнина А.Ю., Агафонов И.А., Гаркушин И.К. Исследование двухкомпонентных систем на основе циклогексана и н-алканов. Журн. изв. вузов. Химия и химическая технология. 2001. Т.44. Вып.5. С.6467.
7. Бедрик Б.Г., Чулков П.В., Калашников С.И. Растворители и составы для очистки машин и механизмов: Справ. изд. М.: Химия. 1989. 176с.
8. Дринберг С.А., Ицко Э.Ф. Растворители для лакокрасочных материалов: Справочное пособие. М.: Химия. 1986. 208с.
9. Стромберг А.Г., Семченко Д.П. Физическая химия: учеб. Для спец. вузов. М.: Высш. шк. 2003. 527с.
10. Колядо А.В., Дорохина Е.В., Мощенский Ю.В. Исследование двухкомпонентных систем с участием перхлорэтилена, ндекана и ндодекана. Химия: сборник науч. трудов. Самара: Самар. гос. техн. унт. 2009. С.4046
11. Колядо А.В. Дорохина Е.В., Гаркушин И.К., Шиков А.А. Фазовые равновесия в системах с участием нэйкозана. Башкирский химический журнал. 2011. Т.18. Вып.3. С.3740.
12. Гаркушин И.К., Колядо А.В., Дорохина Е.В. Фазовые равновесия в системах с участием н-алканов, четырёххлористого углерода и перхлорэтилена. Бутлеровские сообщения. 2011. Т.25. №8. С.5161
13. Дорохина Е.В., Гаркушин И.К., Колядо А.В. Исследование системы тетрахлорэтилен - пентадекан. Проблемы теоретической и экспериментальной химии: тез. докл. XX Рос. молодёж. науч. конф., посвящ. 90летию Урал. гос. унта им А.М. Горького. Екатеринбург: Изво Урал. унта. 2010. С.319320.
14. Дорохина Е.В., Колядо А.В. Исследование системы тетрахлорэтилен - нтридекан. IX Международное Курнаковское совещание по физикохимическому анализу: тез. докл. Пермь. 2010. С.95.
15. Дорохина Е.В., Колядо А.В., Гаркушин И.К. Исследование двухкомпонентных систем с участием перхлорэтилена, нтетрадекана и нгексадекана. Химия: сборник науч. трудов. Самара: Самар. гос. техн. унт. 2009. С.4751.
16. Дорохина Е.В., Колядо А.В., Гаркушин И.К. Исследование двухкомпонентных систем с участием нгептадекана и перхлорпроизводных углеводородов. Известия Саратовского университета. Серия Химия. Биология. Экология. 2011. Т.11. Вып.1. С.3133.
17. Дорохина Е.В. Колядо А.В., Гаркушин И.К., Боева М.К. Фазовая диаграмма системы тетрахлорэтилен - ноктадекан. Башкирский химический журнал. 2010. Т.17. Вып.3. С.3032.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Критическая температура изменяется нелинейно с изменением числа углеродных атомов в молекуле во всех гомологических группах. При расчете критической температуры для алканов и алкенов используют индексы молекулярной связности Рандича и метод Джобака.
реферат [284,9 K], добавлен 21.01.2009Механизмы процессов плавления и новой рекристаллизации кристаллических полимеров. Природа явлений, происходящих при нагревании в области плавления полимера. Подробное рассмотрение температурного режима плавления как этапов рекристаллизации полимеров.
статья [484,3 K], добавлен 22.02.2010Фазовые равновесия и переходы. Калориметрические методы исследования. Термодинамические характеристики плавления трис-2,2,6,6-тетраметил-4-фторгептан-3,5-дионат скандия, его использование для получения оксида скандия, имеющего применение в электрофизике.
курсовая работа [1,1 M], добавлен 16.11.2012Назначение и характеристика 2-нафтолов. Технология щелочного плавления, условия процессов и выбор оборудования. Контроль процесса щелочного плавления и методы определения гидроксисоединений. Аппаратура для обработки продуктов щелочного плавления.
курсовая работа [210,2 K], добавлен 12.05.2010Определение термодинамических характеристик процессов плавления, испарения и сублимации исследуемого вещества (CsY (pta) 4). Дифференциальная сканирующая калориметрия. Особенности тензиметрического метода исследования зависимости давления от температуры.
реферат [194,9 K], добавлен 13.04.2012Особенности строения предельных углеводородов, их изомерия и номенклатура. Гомологический ряд алканов неразветвленное строения. Получение метана в лабораторных условиях, его физические и химические свойства. Области применения метана как природного газа.
презентация [113,5 K], добавлен 22.12.2013Равновесные состояния при фазовых переходах. Правило фаз Гиббса. Зависимость растворимости газов в жидкостях от природы газа и растворителя. Составление уравнения Клаузиуса–Клапейрона. Равновесие пар – жидкий раствор в двухкомпонентных системах.
курсовая работа [294,8 K], добавлен 09.03.2010Фазовые диаграммы двухкомпонентных систем, трехкомпонентные системы. Положительная кривизна прямых мицелл. Критические параметры упаковки молекул ПАВ и предпочтительные с геометрической точки зрения структуры агрегатов. Особенности ламелярной фазы.
контрольная работа [2,4 M], добавлен 04.09.2009Тепловой эффект реакции. Реакция горения глицерина. Изменение энтропии при охлаждении. Температура плавления и кипения, теплоемкость в твердом, жидком и газообразном состоянии, теплота плавления и испарения этанола. Свободная энергия Гельмгольца.
контрольная работа [95,0 K], добавлен 08.10.2014Содержание простых связей и образование гомологического ряда с общей формулой алканами – ациклическими углеводородами линейного или разветвленного строения. Изомерия и номенклатура: число изомеров в ряду. Нахождение в природе и физические свойства.
презентация [1,6 M], добавлен 22.05.2012Предмет органической химии. Понятие о химических реакциях. Номенклатура органических соединений. Характеристика и способы получения алканов. Ковалентные химические связи в молекуле метана. Химические свойства галогеналканов. Структурная изомерия алкенов.
контрольная работа [1,4 M], добавлен 01.07.2013Смесь жидких органических веществ. Получение различных сортов моторного топлива. Групповой состав нефтей. Углеводный состав нефти. Алканы, циклоалканы, арены, гетероатомные соединения. Влияние химического состава бензинов на их антидетонационные свойства.
реферат [38,1 K], добавлен 21.06.2015Метод Татевского. Параметры для прогнозирования основных термодинамических и физико-химических свойств веществ. Энтальпия образования. Алканы, подходы к прогнозированию. Результаты прогнозирования алканов. Алкилбензолы и их функциональные производные.
реферат [50,7 K], добавлен 17.01.2009Элементный и фракционный состав нефти. Краткая характеристика компонентов: алканы, циклоалканы, ароматические углеводороды, кислородные, сернистые и смолисто-асфальтеновые соединения. Углубленная переработка нефти, термический и каталитический крекинг.
курсовая работа [166,2 K], добавлен 11.03.2011Составы равновесных жидкости и пара. Определение состояние пара. Законы Коновалова. Дробная перегонка и ректификация. Зависимость состава паровой фазы от температуры. Давление насыщенного пара в системах с ограниченной взаимной растворимостью компонентов.
лекция [600,0 K], добавлен 28.02.2009Диаграммы состояния двухкомпонентных систем. Оксиды алюминия и железа, их гидратированные формы. Применение и получение композиций на основе оксидных систем. Методы "мокрой химии". Сканирующая электронная микроскопия и рентгеноспектральный микроанализ.
дипломная работа [4,3 M], добавлен 27.11.2013Характеристика химического равновесия в растворах и гомогенных системах. Анализ зависимости константы равновесия от температуры и природы реагирующих веществ. Описания процесса синтеза аммиака. Фазовая диаграмма воды. Исследование принципа Ле Шателье.
презентация [4,2 M], добавлен 23.11.2014Изучение свойств благородных металлов и их сплавов: электропроводности, температуры плавления, стойкости к коррозии, сопротивляемости агрессивной среде. Характеристика области применения золота, серебра, платины, палладия, родия, иридия, рутения и осмия.
реферат [29,5 K], добавлен 10.11.2011Общие представления о алканах и их строение, физические свойства. Содержание алканов в нефтях. Основные методики исследования алканов. Применение алканов в органической геохимии. Образование алканов, приемы их использования при исследовании нефтей.
реферат [255,5 K], добавлен 04.05.2012Расчёт константы равновесия процесса выращивания монокристаллов. Процесс сублимации компонентов Cd и Te. Расчёт парциальных давлений паров компонентов. Принципиальная схема реактора и распределение температуры. Оценка возможности окисления компонентов.
дипломная работа [1,2 M], добавлен 11.12.2016