Якісний аналіз кластеризації в спиртово-водних розчинах. II
DOI:
https://doi.org/10.15407/ujpe64.2.143Ключові слова:
розчини, вода, одноатомнi спирти, елементарнi кластери, особлива точкаАнотація
В роботi обговорюються особливостi кластеризацiї в водних розчинах одноатомних спиртiв. Основна увага фокусується на деталях кластеризацiї в розчинах вода-етанол. Передбачається, що ступень кластеризацiї залежить не тiльки вiд характеру взаємодiї мiж молекулами етанолу i води, а також i вiд ступеня впорядкування сiтки водневих зв’язкiв у водi, що змiнюється з температурою та концентрацiєю спиртiв. Приймається, що об’єм елементарного кластера, виявляється меншим за сумарний молекулярний об’єм компонент, що утворюють цей кластер. Визначено ступень кластеризацiї у водних розчинах метанолу та етанолу в залежностi вiд їх концентрацiй та температур.
Посилання
I. Prigogine. The Molecular Theory of Solution (North-Holland, 1957) [ISBN: 5-229-00473-8].
A.A. Tager, L.V. Adamova. The volumes of mixing of liquids and their importance for the modern theory of solutions. Russ. Chem. Rev. 49, 325 (1980). https://doi.org/10.1070/RC1980v049n04ABEH002462
L.A. Bulavin, V.Ya. Gotsul'skii, N.P. Malomuzh, V.E. Chechko. Relaxation and equilibrium properties of dilute aqueous solutions of alcohols. Russ. Chem. Bull. Int. Ed. 65, 851, (2016).
M.F. Vuks. Light Scattering in Gases, Liquids, and Solutions (Leningrad State Univ., 1977) (in Russian).
M.F. Vuks, L.V. Shurupova. Light scattering by solutions of propyl alcohols in water and heavy water. Zh. Strukt. Khim. 12, 712 (1971) (in Russian).
G.W. Beer, D.J. Jolly. Comments on "The scattering of light and phase transition in solution of tertiary butyl alcohol in water". Opt. Commun. 11, 150 (1974). https://doi.org/10.1016/0030-4018(74)90205-3
L.V. Lanshina, A.I. Abramovich. The compressibility, molecular light scattering, and structure of alcoholic solutions of benzene. Russ. J. Phys. Chem. A 79, 608 (2005).
M.A. Anisimov. Critical Phenomena in Liquid Crystals (CRC Press, 1988). (ISSN 0026-8941).
D. Subramanian, J.B. Klauda, J. Leys, M.A. Anisimov. Thermodynamic anomalies and structural fluctuations in aqueous solutions of tertiary butyl alcohol. Vestn. Sankt. Peterburg Univ. 4, 139 (2013).
E.S. Balankina. The influence of the size and packing of molecules on the volume-thermal properties of solutions. Russ. J. Phys. Chem. A 82, 1104 (2008). https://doi.org/10.1134/S0036024408070091
E.S. Balankina. Theoretical Study of the Relationship "Packing Density–Thermodynamic Properties" in Condensed Systems. Dr. Sci. thesis (Tver' State Univ., 2010) (in Russian).
V.Ya. Gotsul'skii, N.P. Malomuzh, V.E. Chechko. Features of the temperature and concentration dependences of the contraction of aqueous solutions of ethanol. Russ. J. Phys. Chem. A 87, 1638 (2013). https://doi.org/10.1134/S0036024413100087
V.Ya. Gotsul'skii, N.P. Malomuzh, M.V. Timofeev, V.E. Chechko. Contraction of aqueous solutions of monoatomic alcohols. Russ. J. Phys. Chem. A 89, 51 (2015). https://doi.org/10.1134/S0036024415010070
V.Ya. Gotsulskiy, N.P. Malomuzh, V.E. Chechko. Particular points of water–alcohol solutions. Russ. J. Phys. Chem. A 89, 207 (2015). https://doi.org/10.1134/S0036024415020119
V.M. Byakov, L.V. Lanshina, O.P. Stepanova, S.V. Stepanov. The nanoheterogeneous structure of aqueous solutions of n-propanol. Russ. J. Phys. Chem. A 83, 214 (2009). https://doi.org/10.1134/S0036024409020125
D.I. Mendeleev. Solutions (Izd. Akad. Nauk SSSR, 1956) (in Russian).
K.N. Marsh, A.E.Richards. Excess volumes for ethanol + water mixtures at 10-K intervals from 278.15 to 338.15 K. Austral. J. Chem. 33, 2121 (1980). https://doi.org/10.1071/CH9802121
G.C. Benson, O. Kiyohara, Thermodynamics of mixtures of nonelectrolytes. I. Excess volumes of water–n-alcohol mixtures at several temperatures. J. Solut. Chem. 9, 791 (1980). https://doi.org/10.1007/BF00646798
Y. Koga. Solution Thermodynamics and its Application to Aqueous Solution (Elsevier, 2007).
G.C. Pimentel, A.L. McClellan. The Chemical Bond (W.H. Freeman, 1960).
N.P. Malomuzh, E.L. Slinchak.The cluster structure of dilute aqueous-alcoholic solutions and molecular light scattering in them. Russ. J. Phys. Chem. A 81, 1777 (2007). https://doi.org/10.1134/S0036024407110106
N.D. Sokolov. Hydrogen bond. Usp. Fiz. Nauk 57, 205 (1955) (in Russian). M.D. Dolgushin. On Universal Intermolecular Potential. Preprint ITF-77-83R (Institute of Theoretical Physics, Kyiv, 1977) (in Russian). J.C. Berendsen, J.P.M. Postma, W.F. van Gunsteren, J. Hermans. Interaction models for water in relation to protein hydration. In Intermolecular Forces. Edited by B. Pullman (Springer, 1981), p. 331.
R. L. Fulton, P. Perhacs. Sharing analysis of the behavior of electrons in some simple molecules. J. Phys. Chem. A 102, 8988 (1998). https://doi.org/10.1021/jp982121f
N.P. Malomuzh, I.V. Zhyganiuk, M.V. Timofeev. Nature of H-bonds in water vapor. J. Mol. Liq. 242, 175 (2017). https://doi.org/10.1016/j.molliq.2017.06.127
D. Eisenberg,W. Kauzmann. The Structure and Properties of Water (Oxford Univ. Press, 2005). https://doi.org/10.1093/acprof:oso/9780198570264.001.0001
V.P. Voloshin, E.A. Zheligovskaya, G.G. Malenkov et al. Structures of hydrogen bond networks and the dynamics of water molecules in condensed water systems. Zh. Ross. Khim. Obshch. 45, 31 (2001) (in Russian).
P.V. Makhlaichuk, N.P. Malomuzh, I.V. Zhyganiuk. Nature of hydrogen bond in water. Ukr. J. Phys. 57, 113 (2012).
G. G. Malenkov. Liquid water and ices: understanding the structure and physical properties. J. Phys.: Condens. Matter 21, 283101 (2009). https://doi.org/10.1088/0953-8984/21/28/283101
V.E. Chechko, V.Ya. Gotsulskyi. Qualitative analysis of clustering in aqueous alcohol solutions. Ukr. J. Phys. 63, 521 (2018). https://doi.org/10.15407/ujpe63.6.521
Ya.V. Zeltser. Heat of mixing of ethanol-water solutions. Ferment. Spirt. Promyshl. 4, 11 (1966) (in Russian).
L.D. Landau, E.M. Lifshitz. Statistical Physics, Part 1 (Pergamon Press, 1980) [ISBN: 978-0-7506-3372-7].
Tables for the Determination of the Content of Ethyl Alcohol in Water-Alcohol Solutions (Izd. Standartov, 1972) (in Russian).
L.A. Bulavin, N.P. Malomuzh. Upper temperature limit for the existence of living matter. J. Mol. Liq. 124, 136 (2006). https://doi.org/10.1016/j.molliq.2005.11.027
A.I. Fisenko, N.P. Malomuzh. The role of the H-bond network in the creation of the life-giving properties of water. Chem. Phys. 345, 164 (2008). https://doi.org/10.1016/j.chemphys.2007.08.013
L.A. Bulavin, N.P. Malomuzh, Dynamic phase transition in water as the most important factor in provoking protein denaturation in warm-blooded organisms. Fiz. Zhivogo 18, No. 2, 16 (2010) (in Russian).
CRC Handbook of Chemistry and Physics, 44th edition. Edited by C.D. Hodgman (CRC Press, 1962).
J.A. Boyne, A.G. Williamson. Enthalpies of mixing of ethanol and water at 25?C. J. Chem. Eng. Data 12, 318 (1967). https://doi.org/10.1021/je60034a008
R.F. Lama, B.C.-Y. Lu. Express thermodynamic property of aqueous alcohol solution. J. Chem. Eng. Data 10, 216 (1965). https://doi.org/10.1021/je60026a003
E.G. Birgin, F.N.C. Sobral. Minimizing the object dimensions in circle and sphere packing problems. Comput. Operat. Res. 35, 2357 (2008). https://doi.org/10.1016/j.cor.2006.11.002
S. Banerjee, R. Ghosh, B. Bagchi. Structural transformations, composition anomalies and a dramatic collapse of linear polymer chains in dilute ethanol–water mixtures. J. Phys. Chem. B 116, 3713 (2012). https://doi.org/10.1021/jp2085439
V.E.Chechko, V.Ya Gotsulsky, N.P. Malomuzh. Surprising thermodynamic properties of alcohols and water on their coexistence curves. J. Mol. Liq. 272, 590 (2018). https://doi.org/10.1016/j.molliq.2018.09.126
V.Ya. Gotsul'skii, N.P. Malomuzh, V.E. Chechko. Properties of hydrogen bonds in water and monohydric alcohols. Russ. J. Phys. Chem. A 92, 1516 (2018). https://doi.org/10.1134/S0036024418080149
In Chemist's Handbook (Khimiya, 1966), Vol. 1, p. 963 (in Russian).
Downloads
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Ліцензійний Договір
на використання Твору
м. Київ, Україна
Відповідальний автор та співавтори (надалі іменовані як Автор(и)) статті, яку він (вони) подають до Українського фізичного журналу, (надалі іменована як Твір) з одного боку та Інститут теоретичної фізики імені М.М. Боголюбова НАН України в особі директора (надалі – Видавець) з іншого боку уклали даний Договір про таке:
1. Предмет договору.
Автор(и) надає(ють) Видавцю безоплатно невиключні права на використання Твору (наукового, технічного або іншого характеру) на умовах, визначених цим Договором.
2. Способи використання Твору.
2.1. Автор(и) надає(ють) Видавцю право на використання Твору таким чином:
2.1.1. Використовувати Твір шляхом його видання в Українському фізичному журналі (далі – Видання) мовою оригіналу та в перекладі на англійську (погоджений Автором(ами) і Видавцем примірник Твору, прийнятого до друку, є невід’ємною частиною Ліцензійного договору).
2.1.2. Переробляти, адаптувати або іншим чином змінювати Твір за погодженням з Автором(ами).
2.1.3. Перекладати Твір у випадку, коли Твір викладений іншою мовою, ніж мова, якою передбачена публікація у Виданні.
2.2. Якщо Автор(и) виявить(лять) бажання використовувати Твір в інший спосіб, як то публікувати перекладену версію Твору (окрім випадку, зазначеного в п. 2.1.3 цього Договору); розміщувати повністю або частково в мережі Інтернет; публікувати Твір в інших, у тому числі іноземних, виданнях; включати Твір як складову частину інших збірників, антологій, енциклопедій тощо, то Автор(и) мають отримати на це письмовий дозвіл від Видавця.
3. Територія використання.
Автор(и) надає(ють) Видавцю право на використання Твору способами, зазначеними у п.п. 2.1.1–2.1.3 цього Договору, на території України, а також право на розповсюдження Твору як невід’ємної складової частини Видання на території України та інших країн шляхом передплати, продажу та безоплатної передачі третій стороні.
4. Строк, на який надаються права.
4.1. Договір є чинним з дати підписання та діє протягом усього часу функціонування Видання.
5. Застереження.
5.1. Автор(и) заявляє(ють), що:
– він/вона є автором (співавтором) Твору;
– авторські права на даний Твір не передані іншій стороні;
– даний Твір не був раніше опублікований і не буде опублікований у будь-якому іншому виданні до публікації його Видавцем (див. також п. 2.2);
– Автор(и) не порушив(ли) права інтелектуальної власності інших осіб. Якщо у Творі наведені матеріали інших осіб за виключенням випадків цитування в обсязі, виправданому науковим, інформаційним або критичним характером Твору, використання таких матеріалів здійснене Автором(ами) з дотриманням норм міжнародного законодавства і законодавства України.
6. Реквізити і підписи сторін.
Видавець: Інститут теоретичної фізики імені М.М. Боголюбова НАН України.
Адреса: м. Київ, вул. Метрологічна 14-б.
Автор: Електронний підпис від імені та за погодження всіх співавторів.
.png){kind=small}
