Книги по разным темам Pages:     | 1 |   ...   | 63 | 64 | 65 | 66 | 67 |   ...   | 76 |

Ионные жидкости (ИЖ) Ч органические соли с температурой плавления ниже 100С Ч нашли широкое применение в качестве растворителей в зеленой химии, катализаторов, компонентов аналитических сенсоров, добавок, улучшающих свойства наноматериалов и др. [1]. Наличие гидрофобной и гидрофильной частей молекулы ИЖ и способность к самоорганизации для ИЖ с длиной углеводородной цепи n 8 позволяют сопоставлять их с типичными катионными поверхностно-активными веществами (ПАВ).

ИЖ на основе алкилметилимидазолия (С MImХ, где n Ч длина углеводоХ, где n Ч длина углеводоn Ч длина углеводоЧ длина углеводоn родной цепи, X Ч анион) являются эффективными модуляторами агрегаX Ч анион) являются эффективными модуляторами агрегаЧ анион) являются эффективными модуляторами агрегативного и фазового поведения классических ПАВ [2].

Ранее были исследованы водные растворы типичного анионного ПАВ, додецилсульфата натрия (NaDS), и ИЖ, бромидов 1-гексил-3-метилимидазолия (С6MImBr) и 1-децил-3-метилимидазолия (С10MImBr). Методами потенцио). Методами потенциометрии и флуориметрии были определены значения критической концентрации мицеллообразования (ККМ) в области преимущественного содержания ИЖ (xТ 0.5, где xТ Ч относительная мольная доля ИЖ в смеси ИЖ ИЖ ИЖ Ч ПАВ). Было выявлено значительное снижение ККМ для водных растворов смесей по сравнению с растворами индивидуальных NaDS и ИЖ Ч синергетический эффект [3].

итературные данные свидетельствуют о перспективности использования ИЖ для важной прикладной задачи Ч получения устойчивых дисперсий одностенных углеродных нанотрубок (ОУНТ) [4].

Углеродные нанотрубки Ч протяженные цилиндрические структуры, состоящие из одного (ОУНТ) или нескольких свернутых в трубку гексагональных графитовых слоев. УНТ перспективны при создании энергозапасающих устройств, электрохимических и биосенсоров, а также оптических фильтров и затворов. Однако их нерастворимость в воде и самопроизвольная агрегация в пучки в исходном материале ограничивает их приФизическая химия менение. Для получения стабильных водных дисперсий индивидуальных УНТ используют добавки ПАВ различных типов, водорастворимых полимеров, белков, ДНК и др. [5]. Молекулы ПАВ адсорбируются на поверхности ОУНТ, способствуя их дезагрегации.

Целью данной работы является подбор наиболее эффективной амфифильной добавки для получения стабильных водных дисперсий ОУНТ. Исследованы NaDS, С12MImCl, С10MImBr, смеси NaDS- С6MImBr и NaDS- С10MImBr. Изучено влияние общего и относительного (для смесей) содержания указанных амфифильных веществ.

Отработана методика приготовления дисперсий ОУНТ. Дисперсии готовили путем обработки ультразвуком взвеси ОУНТ (0,1 вес. %) в водном растворе амфифила заданной концентрации в течение 8 часов (ультразвуковая ванна УЗВ-7/100-THM, 30 кГц). Ультразвуковая обработка способствуTHM, 30 кГц). Ультразвуковая обработка способству, 30 кГц). Ультразвуковая обработка способствует разбиению пучков ОУНТ. Затем образцы центрифугировали в течение 40 мин (центрифуга ОПн Ч 8, 6000 об/мин). При этом на дне пробирки остается осадок, содержащий различные примеси (частицы катализатора, аморфный углерод, недиспергированные ОУНТ), надосадочный раствор представляет собой дисперсию ОУНТ. Концентрацию ОУНТ в дисперсиях определяли с использованием калибровочной зависимости оптической плотности от концентрации нанотрубок при длине волны 377 нм [4]. Полученные дисперсии разбавляли таким образом, чтобы значения оптической плотности лежали в интервале от 0.1 до 2 отн. ед. Ч область выполнения закона Бугера-Ламберта-Бера. Фотометрические измерения проводились на спектрофлуориметре Флуорат-02 Панорама, толщина кюветы 1 см.

Получено, что эффективность диспергирования ОУНТ в мицеллярных растворах зависит от общей концентрации амфифильных добавок и соотношения ПАВ: ИЖ в смесях. Смешанные системы ПАВ Ч ИЖ более эффективны по сравнению с индивидуальными амфифильными добавками.

Некоторые дисперсии с участием ИЖ проявляют стабильность в течение 4 месяцев.

Работа выполнена при финансовой поддержке СПбГУ (грант 12.37.127.201) и РФФИ (проект 11Ч03Ч01106-а).

итература:

[1] Шведене Н. В., Чернышев Д. В., Плетнев И. В., Ж. Рос. хим. об-ва им. Д. И. Менделеева, LII, 2, 80Ч91, (2008) [2] N. A. Smirnova, A. A. Vanin et al., J. Coll. Interf. Sci., 336, 793Ч802, (2009) [3] Конева А. С. IV Научная конференция студентов и аспирантов хим. ф-та СПбГУ 20Ч23 апреля, Россия, С-Пб. Тезисы докладов стр. 183, (2010) [4] A. Di Crescenzo, D. Demurtas, et al., Soft Matter, 5, 62Ч66, (2009) [5] L. Vaisman, et al., Adv. Colloid Interface Sci., 128Ч130, 37Ч46, (2009) V Всероссийская конференция студентов и аспирантов Химия в современном мире ФАЗОВОЕ ПОВЕДЕНИЕ БИНАРНЫХ И ТРОЙНЫХ СМЕСЕЙ 2, 2-ДИМЕТИЛ-1,3-ДИОКСОЛАН-4-МЕТАНОЛА С ГЕПТАНОМ, ЭТАНОЛОМ И ВОДОЙ Яковлева М. А., Смирнова Е. С.

магистр, 1 курс; студент, 4 курс кафедра физической химии, химический факультет СПбГУ, Санкт-Петербург, Россия igor1964@mail.ru, marina-alex-88@yandex.ru к. х.н., доцент Приходько И. В., к. х.н., ст.преп. Ануфриков Ю. А.

В последние годы наблюдается заметный рост интереса к диоксоланам Ч циклическим ацеталям и кеталям, являющимся производными от 1,3-диоксолана. Помимо традиционных областей их применения как экстрагентов, растворителей, загустителей полимеров, реагентов в тонком органическом синтезе, возникают новые перспективные направления.

Показано, что диоксоланы могут выступать в качестве добавок, существенно увеличивающих октановое число моторного топлива, которое получено смешением бензина и этанола [1, 2]. Применение в моторном топливе этанола, производимого из растительного сырья, представляет большой практический интерес, поскольку ведет к сокращению потребления невозобновляемых углеводородных ископаемых, снижает содержание окиси углерода и других вредных веществ в выхлопных газах, обеспечивает уменьшение эмиссии углекислого газа в атмосферу. Согласно предварительным данным работы [1], дополнительное достоинство диоксоланов как добавки к смесям бензина и этанола состоит в том, они увеличивают фазовую стабильность этих смесей при наличии в них воды (вода вносится со спиртом изначально, если он не является абсолютным, и попадает в топливо в процессе эксплуатации). В этой связи значительный интерес представляют данные о фазовых равновесиях в спирто-водно-углеводородных смесях, содержащих диоксоланы. Однако в литературе такие данные отсутствуют. Для бинарных смесей алкилзамещенных диоксоланов имеются лишь очень ограниченные сведения. При поиске эффективных добавок к смесям бензин-этанол желательно иметь физико-химическую информацию о влиянии добавок на подсистемы, включающие спирт и различные углеводороды (прежде всего, предельные и ароматические).

В настоящей работе исследуются фазовые равновесия жидкость Ч жидкость и жидкость Ч пар в бинарных и тройных смесях 2,2-диметил-1,3-дио ксолан-4-метанола с н-гептаном, этанолом и водой. В качестве добавки выбран 2,2-диметил-1,3-диоксолан-4-метанол (далее диоксолан-А). Цель рабоФизическая химия ты Ч определить, как влияет добавка диоксолана на размеры и положение области однофазного жидкого состояния в системе. Экспериментально получены данные о равновесии жидкость Ч жидкость в содержащих диоксолан бинарных и тройных подсистемах четырехкомпонентной системы, а также изотермические данные о парожидкостном равновесии в бинарных смесях диоксолана-А с водой, этанолом и гептаном. Физико-химические исследования были выполнены с применением широкого набора экспериментальных методов (политермические опыты и изотермическое титрование, рефрактометрия, ректификация, статический метод изучения равновесия жидкостьпар, хроматография). Бинарные смеси диоксолана-А с водой, этанолом и гептаном были изучены в диапазоне температур от Ц30 до +40 С. Опыты показали отсутствие расслаивания в системах диоксолан-А + вода и диоксолан-А + этанол и наличие такового в системе диоксолан-А + гептан (область расслаивания с верхней критической точкой при 33,5 С). Определены положение бинодали и наклон нод для тройных систем диоксолан-А + гептан + вода и диоксолан-А + гептан + этанол при 20 С. Статическим методом изучено равновесие жидкость-пар в бинарных системах диоксолан-А + вода (25 и 40 С), диоксолан-А + этанол (25, 40 и 80 С) и диоксолан-А + гептан (50 С). Во всех этих системах выявлены небольшие положительные отклонения от закона Рауля. На основе полученных экспериментальных данных оценены параметры групповой модели UNIFAC [3Ч5] для эфирной группы диоксоланов. С помощью модели осуществлены корреляция и предсказание фазовых равновесий в изученных системах.

Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ (грант № 10-03-00419) и ДААД (грант A/10/01071).

итература:

[1] Варфоломеев С. Д. Новые биотоплива: циклические кетали//The Chemical Journal. 8, 36Ч39 (2009).

[2] Варфоломеев С. Д., Вольева В. Б., Никифоров Г. А., Макаров Г. Г., Трусов Л. И.

Октаноповышающая добавка к бензину, Патент на изобретение № (2009).

[3] Fredenslund., Jones R. L., Prausnitz J. M.//AIChE J. 21, 1086Ч1099 (1975).

[4] Fredenslund. et al. Ind. Eng. Chem. Process Des. Dev., 16, 450Ч462 (1977).

[5] Морачевский А. Г., Смирнова Н. А., Пиотровская Е. М. и др, Термодинамика равновесия жидкость-пар, Л.: Химия, 244Ч265 (1989).

V Всероссийская конференция студентов и аспирантов Химия в современном мире МОДЕЛИРОВАНИЕ ХИМИЧЕСКИХ И ФАЗОВЫХ РАВНОВЕСИЙ В НЕКОТОРЫХ ТИПАХ ТРОЙНЫХ И ЧЕТВЕРНЫХ СИСТЕМ Цветов Н. С.

аспирант, 1 год обучения кафедра химической термодинамики и кинетики химический факультет СПбГУ, Санкт-Петербург, Россия tsvet.nik@mail.ru к. х.н., доцент Рахимов В. И.

Химические и фазовые равновесия важны для многих отраслей промышленности. Активно изучаемые равновесия типа жидкость-жидкость и жидкость-жидкость-пар встречаются в процессах экстракции продуктов органического синтеза для производства уксусной, масляной и других кислот, их различных эфиров. Относительно недавно внимание исследователей привлекли диаграммы химического равновесия. Исследования подобного рода явлений имеют не только практическое, но и фундаментальное значение для понимания химических и фазовых процессов в различных системах, влияние структуры составляющих фазы веществ на поведение систем в различных условиях.

Экспериментальное изучение химических и фазовых равновесий является подчас сложной и трудоемкой задачей, поэтому теоретическое моделирование равновесных состояний может сильно помочь исследователю.

В данной работе представлены результаты разработки и применения информационной системы, в основу которой положены математический аппарат модели групповых вкладов UNIFAC и база параметров этой модели. Модель UNIFAC выгодно отличается от других подобных ей моделей тем, что может применяться в предсказательных расчетах и не требует дополнительных экспериментальных данных. Для создания информационной системы был использована среда MS Office Access, где создавалась база параметров модели UNIFAC и база соединений, учитывающая их разбиение на группы. Для расчетов различных типов равновесий (химического, фазового, обработки экспериментальных данных и предсказательных расчетов) были написаны модули на языке VBA (Visual Basic for Applications).

Созданная информационная система была успешно применена для анализа данных о равновесии жидкость-жидкость и предсказательных расчетов поверхностей и кривых химического равновесия в различных системах.

Полученные реакционные диаграммы позволяют проанализировать закономерности смещения химического равновесия, и являются хорошим средством визуализации этих закономерностей.

Физическая химия НИЗКОТЕМПЕРАТУРНАЯ ТЕПЛОЕМКОСТЬ, ДАВЛЕНИЕ НАСЫЩЕННОГО ПАРА И ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИЕ ФУНКЦИИ ЭТИЛОВЫХ ЭФИРОВ КАРБОНОВЫХ КИСЛОТ С3-С5, С18.

Агафонова Л. Е.

аспирант, 3 год обучения кафедра физической химии, лаборатория термохимии, химический факультет МГУ имени М. В. Ломоносова, Москва, Россия agafonovaluba@mail.ru д. х. н. Варущенко Р. М.

Сложные эфиры карбоновых кислот (СЭКК) нашли широкое применение в различных областях науки и технологии. Эфиры низших кислот применяются в парфюмерии, медицине и пищевой промышленности в качестве растворителей и ароматизаторов. Эфиры высших карбоновых кислот рассматриваются как перспективные компоненты моторных биотоплив [1].

Настоящая работа является продолжением систематических исследований СЭКК и посвящена определению совокупности термодинамических свойств этил пропаноата (ЭПр), этил н-пентаноата (ЭПен) и этил н-октадеканоата (этил стеарат, ЭСт) экспериментальными и расчетными методами в широкой области параметров состояния.

Методом низкотемпературной вакуумной адиабатической калориметрии впервые измерены теплоемкости ЭПр, ЭПен и ЭСт в области температур 6Ч373 K с использованием хладагентов: жидких гелия и азота и определены температуры, энтальпии и энтропии фазовых переходов. Погрешности измерения теплоемкости, оцененные по эталонным веществам (медь и н-гептан), составляют: 2 % между температурами 6Ч30 K, от 0.4 до 1 % в интервале температур 30Ч80 K и 0.2Ч0.3 % выше 80 K. Средняя величина погрешноK и 0.2Ч0.3 % выше 80 K. Средняя величина погрешнои 0.2Ч0.3 % выше 80 K. Средняя величина погрешноK. Средняя величина погрешно. Средняя величина погрешности измерения теплоемкости не превышает 0.25 %, что соответствует современному прецизионному уровню исследования. Чистота образцов, определенная по депрессиям точек плавления, составляла 99.890.01, 99.440.06, 99.730.03 мол. % для ЭПр, ЭПен и ЭСт, соответственно. Анализы на содержание примесей проводили методом газовой хроматографии Ч массспектрометрии на приборе Pegasus IV D фирмы LECO, США. На основе данных по теплоемкостям и характеристикам фазовых переходов рассчитаны изменения основных термодинамических функции (S, H, G) эфиров в конденсированном состоянии в исследованном интервале температур.

Сравнительным эбулиометрическим методом определены температурные зависимости давления насыщенных паров ЭПр и ЭПен латмосферноV Всероссийская конференция студентов и аспирантов Химия в современном мире го диапазона 10.8Ч101.7 кПа. Точности определения температуры и давления составляют 0.01 K и 26 Па. Рассчитаны нормальные температуры кипения (Т ) и энтальпии испарения при Т=298.15 K и Т. Используя н.кип. н.кип.

экспериментальные рТ-данные получены стандартные термодинамические функции в идеальном газовом состоянии, включая функции образования.

Pages:     | 1 |   ...   | 63 | 64 | 65 | 66 | 67 |   ...   | 76 |    Книги по разным темам