Поиск

Полнотекстовый поиск:
Где искать:
везде
только в названии
только в тексте
Выводить:
описание
слова в тексте
только заголовок

Рекомендуем ознакомиться

'Документ'
  Общее недоразвитие речи - различные сложные речевые расстройства, при которых у детей нарушено формирование всех компонентов речевой системы, относ...полностью>>
'Документ'
Кримінальне право як самостійна, окрема галузь права має як загальні ознаки, риси які властиві будь-якій галузі права, так і специфічні тільки для не...полностью>>
'Документ'
Снова прикасаясь пером к бумаге, я вспоминаю свои предыдущие работы. Каждый из моих трактатов был посвящением храбрым душам, павшим в борьбе со злом,...полностью>>
'Документ'
Брошюра посвящена проблемам бытия человека за гранью смерти. Как понять Вечность? Что такое мытарства? Может ли Бог-Любовь дать жизнь тому, кто, как ...полностью>>

Общая характеристика работы (7)

Главная > Документ
Сохрани ссылку в одной из сетей:

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Одной из наиболее важных задач химии растворов является проблема определения термодинамических характеристик сольватации индивидуальных ионов.

Актуальность данной проблемы определяется широким спектром теоретических и практических задач, при решении которых на первом плане находится информация о свойствах отдельных ионов в растворах. Это: особенности взаимодействий катион-растворитель и анион-растворитель; кинетика и механизм электродных процессов; ионный перенос в гетерогенных (межфазных) процессах; поверхностные свойства растворителей на границе раздела фаз.

Цель работы - определение термодинамических свойств ионов одного вида в воде и смешанных водно-органических растворителях на основе метода вольтовых разностей потенциалов. Достоинство метода в том, что он дает возможность рассчитать поверхностный потенциал раствора, с помощью которого можно перейти от реальных термодинамических характеристик отдельных ионов к химическим.

Научная новизна заключается в том, что впервые: изготовлена и модернизирована установка по определению компенсирующих напряжений вольта-цепей методом Кенрика; получены экспериментальные значения вольтовых разностей потенциалов в растворах иодида и бромида натрия в ряде неводных растворов; с применением концепции реальных термодинамических свойств индивидуальных ионов произведен расчет реальных и химических термодинамических характеристик сольватации ионов брома и иода в смесях воды с органическими растворителями различных классов (этанолом, н-пропанолом, изопропанолом, ацетоном, ацетонитрилом, диметилсульфоксидом, диметилформамидом); выявлены особенности сольватации индивидуальных ионов в зависимости от их природы и структурных особенностей растворителей; определены поверхностные потенциалы исследуемых органических растворителей.

Практическая значимость проведенного исследования и полученных результатов определяется тем, что данные о термодинамических характеристиках сольватации индивидуальных ионов представляют новые сведения для дальнейшего развития теории растворов электролитов. Термодинамические характеристики сольватации индивидуальных ионов представляют интерес для развития различных областей знаний: при разработке химических источников тока, ионообменных равновесий, электролизе, аналитической химии и т.д., то есть там, где необходимо судить о поведении отдельных ионов, а не электролита в целом.

Апробация работы.

Полученные в данной работе экспериментальные и теоретические результаты обсуждались на международных и национальных конференциях:

- VIII Международная конференция "Проблемы сольватации и комплексообразования в растворах" (Иваново, 2001 г.);

- ХIV Международная конференция по химической термодинамике (Санкт-Петербург 2002 г.);

- I, II и III конференции "Химия и применение неводных растворов" (Иваново, 1986 г.; Харьков, 1989 г.; Иваново, 1993 г.);

- XI Конференция по термодинамике органических соединений (Минск, 1990 г.);

- IV и V Всесоюзные совещания "Проблемы сольватации и комплексообразования в растворах" (Иваново, 1989 г., 1991 г.);

- XIII Конференция по химической термодинамике и калориметрии (Красноярск, 1991 г.).

Личный вклад автора состоит в изготовлении модернизированной установки по определению компенсирующих напряжений вольта-цепей (метод Кенрика), в проведении эксперимента, математической обработке экспериментальных данных и анализе полученных результатов.

Публикации: по теме диссертации опубликовано 28 печатных работ, из них 17 статей и 11 тезисов докладов на научных конференциях.

Структура и объем работы.

Диссертация изложена на 118 страницах; состоит из введения, трех глав с обсуждением результатов, итогов работы, списка использованных литературных источников и приложения; содержит 24 таблицы, 17 рисунков и библиографию из 183 наименований.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность и новизна исследования, сформулирована постановка задачи.

Первая глава состоит из двух разделов. В первом разделе представлены две группы методов определения термодинамических характеристик сольватации индивидуальных ионов в растворах, их критический анализ и сопоставление:

1) методы теоретического расчета термодинамических характеристик сольватации индивидуальных ионов или их составляющих, характеризующих отдельные стадии процесса сольватации;

2) методы разделения на ионные составляющие экспериментально измеренных суммарных характеристик сольватации стехиометрических смесей ионов.

Во втором разделе описаны методы определения термодинамических характеристик пересольватации ионов.

Вторая глава состоит из трех разделов, в которых: рассматривается современная концепция реальных термодинамических свойств индивидуальных ионов (в основе этой концепции лежит учет межфазных потенциалов); представлена схема возникновения вольта-потенциала между незаряженными конденсированными фазами; приведено представление о реальной энергии пересольватации отдельных ионов.

В третьей главе излагаются результаты экспериментальных исследований сольватации ионов брома и иода в смешанных растворителях методом вольтовых разностей потенциалов. В качестве неводного компонента выбраны растворители различных классов [этиловый (EtOH), н-пропиловый (n-PrOH) и изопропиловый (i-PrOH) спирты; ацетонитрил (MeCN), ацетон (Me2CO), диметилсульфоксид (DMSO) и диметилформамид (DMF)].

В настоящей работе для определения значений компенсирующих напряжений вольта-цепей использовался метод вертикальной струи (метод Кенрика).

Методом Кенрика измерены компенсирующие напряжения (V,В) вольта-цепи:

Ag,AgHalNaHal(m),S(Х)газовая фаза0.05m NaHal, H2OAgHal,Ag (а)

Hal - Br, I; m - моляльность электролита в интервале 2.5·10-3 - 5·10-2 моль / кг растворителя; S - смешанный водно-органический растворитель;

Х - мольная доля неводного компонента в смеси. В качестве раствора сравнения использовался раствор NaHal в воде концентрации 0.05 m.

Метод расчета химических первичных эффектов среды индивидуальных ионов основан на использовании значений реальных первичных эффектов среды индивидуальных ионов и величины изменения поверхностного потенциала на границе раздела фаз , которые связаны следующим соотношением:

, (1)

где - химический первичный эффект среды индивидуальных ионов. Из данного уравнения можно рассчитать значения , если известна величина изменения поверхностного потенциала . Эта величина нами определена.

В таблицах 1 - 4 представлены вычисленные из экспериментальных данных по V реальные и химические первичные эффекты среды ионов Br- и I- при 298.15 К в изученных смешанных растворителях.

Как следует из приведенных в таблицах данных, для всех исследуемых систем величины реальных первичных эффектов среды для анионов брома и иода положительны. В случае анионов наблюдается резкое увеличение в области малых добавок органического растворителя, а затем монотонное его увеличение. Такая зависимость объясняется тем, что изменение от состава смешанного растворителя зависит от двух факторов: поверхностного и объемного. Поверхностный фактор учитывает работу переноса иона из газовой фазы в объем раствора через границу раздела фаз, объемный - взаимодействие иона с растворителем в объеме раствора (химический эффект среды).

При малом содержании неводного растворителя изменение происходит, в основном, за счет поверхностного фактора. Наблюдается резкое изменение . Затем, начиная с определенной (для каждого растворителя своей) концентрации неводного компонента, темп изменения значительно

Таблица 1.

Значения реального первичного эффекта среды для Br- при 298.15 К

X

EtOH

n-PrOH

i-PrOh

Me2CO

MeCN

DMSO

DMF

0.00

0

0

0

0

0

0

0

0.08

-

6.81

7.38

8.31

4.52

-

-

0.10

6.71

6.84

7.43

8.34

4.54

6.22

9.57

0.12

6.75

6.88

7.45

8.42

4.63

-

-

0.16

6.78

6.95

7.47

-

4.71

-

-

0.18

-

-

-

8.74

-

-

-

0.20

6.81

6.99

7.48

9.01

4.48

6.56

9.97

0.30

-

-

-

-

5.05

6.97

10.20

0.40

7.14

7.28

7.67

9.67

5.13

7.29

10.62

0.50

-

-

-

-

-

7.54

10.78

0.60

7.58

7.78

7.85

10.07

5.51

7.87

10.89

0.70

-

-

-

-

-

7.98

11.17

0.80

-

-

-

-

-

8.49

11.42

0.90

8.21

-

-

-

-

8.86

11.66

Таблица 2.

Значения реального первичного эффекта среды для I- при 298.15 К

X

EtOH

n-PrOH

i-PrOh

Me2CO

MeCN

DMSO

DMF

0.00

0

0

0

0

0

0

0

0.08

-

7.39

7.61

8.85

5.08

-

-

0.10

7.59

7.45

7.80

8.93

5.14

7.17

10.27

0.12

7.60

7.48

7.95

9.27

5.25

-

-

0.16

7.61

7.57

8.05

-

5.31

-

-

0.18

-

-

-

9.38

-

-

-

0.20

7.62

7.53

8.16

9.51

5.35

7.37

10.47

0.30

-

-

-

-

5.62

6.97

10.20

0.40

8.04

7.66

8.82

10.25

5.70

7.75

10.80

0.50

-

-

-

-

-

7.95

10.98

0.60

8.63

7.97

9.17

11.04

6.19

8.14

11.17

0.70

-

-

-

-

-

8.81

11.39

0.80

-

-

-

-

-

9.08

11.51

0.90

9.76

-

-

-

-

9.34

11.69

Таблица 3

Значения химического первичного эффекта среды для Br- при 298.15 К

X

EtOH

n-PrOH

i-PrOh

Me2CO

MeCN

DMSO

DMF

0.00

0

0

0

0

0

0

0

0.08

-

0.12

0.17

0.57

0.49

-

-

0.10

0.17

0.15

0.20

0.69

0.58

0.11

0.14

0.12

0.21

0.17

0.23

0.79

0.61

-

0.16

0.24

0.22

0.25

-

0.73

-

-

0.18

-

-

-

1.15

-

-

-

0.20

0.26

0.29

0.26

1.29

0.81

0.39

0.47

0.30

-

-

-

-

0.95

0.75

0.71

0.40

0.69

0.92

0.39

1.95

1.16

1.07

1.12

0.50

-

-

-

-

-

1.32

1.29

0.60

1.04

1.09

0.64

2.24

1.43

1.65

1.40

0.70

-

-

-

-

-

1.76

1.68

0.80

-

-

-

-

-

2.27

1.93

0.90

1.67

-

-

-

-

2.64

2.17



Скачать документ

Похожие документы:

  1. Общая характеристика работы (1)

    Документ
    В настоящее время система отечественного образования находится в состоянии модернизации, которая обусловлена глубокими структурными изменениями, происходящими в современном мире, требующими развития новых подходов к построению общеобразовательной
  2. Общая характеристика работы (3)

    Документ
    Актуальность работы. Разработка и внедрение новых технологических процессов и методов получения материалов с заданными свойствами требует знания физико-химических характеристик бинарных жидких систем и характера межмолекулярных взаимодействий в них.
  3. Общая характеристика работы (5)

    Документ
    Перспектива пилотируемых полетов в межпланетном пространстве (например, к Марсу и обратно с высадкой на него) и создания лунных баз выдвигает совершенно новые вопросы.
  4. Общая характеристика работы (10)

    Документ
    В настоящее время рефрактометрические методы измерения показателя преломления получили широкое применение в различных отраслях промышленности: пищевой, фармацевтической, химической и других.
  5. Общая характеристика работы (11)

    Документ
    Невриномы слухового нерва составляют приблизительно 8 10% интракраниальных опухолей и 80% опухолей мостомозжечкового угла. Опухоль развивается в результате избыточного роста клеток Шванна, покрывающих вестибулярную порцию преддверно-улиткового нерва.

Другие похожие документы..