Смешанные растворители и их свойства
Дипломная работа - Химия
Другие дипломы по предмету Химия
ВдИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА СМЕШАННЫХ РАСТВОРИТЕЛЕЙ, ОБРАЗОВАННЫХ ХИМИЧЕСКИ ВЗАИМОДЕЙСТВУЮЩИМИ КОМПОНЕНТАМИ
Поскольку в подавляющем большинстве случаев смешанные растворители, применяемые в исследовательской и технологической практике, составляются из двух компонентов, концентрационные изменения свойств смешанных растворителей, вступающих в химическое взаимодействие, рассмотрим на примере двойных жидких систем.
Теоретический расчет свойства смеси определенного состава химически взаимодействующих растворителей может быть осуществлен методами количественного физико-химического анализа [5] лишь в том случае, если с достаточной определенностью известно число всех химических форм, образующихся при таком взаимодействии, их стехиометрия, константа равновесия процесса их образования и значения величин свойств этих химических форм. Наличие столь внушительной совокупности сведений о жидкой системе, по-видимому, еще долго будет оставаться большой редкостью. Поэтому данные о ДП, вязкости и других свойствах смешанных растворителей с взаимодействующими компонентами находят экспериментально. Вот почему можно говорить лишь об общих закономерностях, которым подчиняются концентрационные зависимости свойств смешанных растворителей с химически взаимодействующими компонентами. Прогноз же относительно характера этих зависимостей может быть сделан при оценке константы равновесия (энергии взаимодействия) между растворителями.
3.1 Диэлектрическая проницаемость
Диэлектрическая проницаемость, пожалуй, единственное из свойств жидких систем, которое изучено для систем с взаимодействующими компонентами в меньшей степени, чем для систем без химического взаимодействия. Когда взаимодействие протекает по всем стадиям общей схемы, нередко образуются достаточно хорошо проводящие ток растворы, измерение ДП которых является непростой, а подчас и неразрешимой задачей. Хотя более или менее успешные попытки разработать достаточно прецизионные методы определения ДП сред с высокой электропроводимостью не прекращаются, указанная диспропорция сохраняется, хотя и уменьшается с каждым годом.
Классификация изотерм ДП - состав двойных жидких систем [5] основывается на положении экспериментальной изотермы относительно изотермы, отвечающей системе с химически не взаимодействующими компонентами и рассчитываемой по уравнениям (2.1.2) и (2.1.3) - см. рис.2.
Тип I отвечает случаю совпадения экспериментальной изотермы ДП с изотермами (III-4) либо (III-6) для двойных жидких систем, компоненты которых вступают во взаимодействие; эта ситуация реализуется в тех случаях, когда возрастание ДП за счет аддитационного взаимодействия компенсируется падением этого свойства за счет протекания процессов гомомолекулярной ассоциации. Примером, иллюстрирующим этот тип изотерм ДП, может служить система диэтиловый эфир - м-крезол.
Тип II, характеризующийся отрицательными отклонениями от изотермы (III-6), отвечает системам со сравнительно неглубоким гетеромолекулярным взаимодействием, причем один из компонентов системы значительно ассоциирован в индивидуальном состоянии. Примером систем, характеризующихся изотермами ДП такого типа, может служить система муравьиная кислота - анизол. Кроме того, этот тип изотерм ДП может быть свойствен системам, образованным неассоциированными или слабоассоциированными в исходном состоянии компонентами, взаимодействие между которыми сопряжено с такой взаимной ориентацией диполей в гетеромолекулярном ассоциате, что дипольный момент последнего определяет падение ДП по сравнению с аддитивным значением. К системам такого рода относится двойной смешанный растворитель 1,2-дихлорэтан - бутилбромид [6].
Тип III объединяет изотермы ДП, лежащие выше рассчитанных по уравнению (2.1.3). Изотермы этого типа являются бесспорным свидетельством взаимодействия между компонентами смешанного растворителя. Разнообразие таких систем обуславливает существование пяти подтипов изотерм ДП рассматриваемого типа,
Подтип IIIа составляют изотермы, лежащие между кривой (III-6) и аддитивной прямой. Этот подтип реализуется в системах с малой константой равновесия процесса гетеро молекулярной ассоциации. Примером могут служить зависимости ДП - состав системы масляная кислота - вода.
Подтип IIIб включает S-образные изотермы ДП, геометрия которых обусловлена влиянием одновременно протекающих процессов гомо-и гетеромолекулярной ассоциации. Примером этого подтипа могут служить изотермы ДП в системе вода - пиридин.
Подтип IIIв включает наиболее распространенный тип изотерм ДП -
кривые, монотонно выпуклые от оси состава Примером здесь может служить система пиридин - вода.
Подтип IIIг - изотермы ДП с максимумом. Как правило, такие изотермы свойственны системам, в которых константа равновесия процесса гетеромолекулярной ассоциации достаточно велика, а само взаимодействие приводит к существенному увеличению дипольного момента по сравнению с дипольными моментами исходных компонентов. Изотермами такого типа характеризуются системы карбоновые кислоты - амины.
Наконец, подтип IIIд - это весьма редкие изотермы ДП с сингулярным максимумом, свидетельствующие о высокой константе равновесия процесса гетеромолекулярной ассоциации. Примером здесь может служить система хлорное олово - этилацетат.
3.2 Вязкость
Геометрия изотерм вязкость - состав двойной жидкой системы достаточно разно