Skip to main content
LibreTexts - Ukrayinska

1.10.35: Енергії Гіббса - Рідкі суміші - Незмішуваність

  1. Last updated
  2. Save as PDF
  • Page ID
    28070

    • \( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)

    Для заданої бінарної рідкої суміші (при визначеному\(\mathrm{T}\) і\(\mathrm{p}\)), що характеризується ділянкою надлишкової енергії Гіббса\({\mathrm{G}_{\mathrm{m}}}^{\mathrm{E}}\) проти мольної фракції,\({\mathrm{G}_{\mathrm{m}}}^{\mathrm{E}}\) може бути позитивною. Адже якщо\(\left[\mathrm{G}_{\mathrm{m}}^{\mathrm{E}} / \mathrm{R} \, \mathrm{T}\right]\) сильно перевищує 0,5, суміш частково змішується. Тобто рідина містить дві рідкі фази, що мають різні склади мольних фракцій.

    Захоплююча різноманітність закономірностей виникає в контексті часткових змішувань.

    1. Деякі бінарні рідкі суміші повністю змішуються, але стають частково змішуваними з підвищенням температури. Відповідна крива змішуваності має мінімум при більш низькій критичній температурі розчину, LCST. Наприклад, у випадку 2-бутоксиетанол + вода, LCST знаходиться там,\(322.2 \mathrm{~K}\) де\(x\left(\mathrm{H}_{2}\mathrm{O}\right)=0.942\) [1]. Насправді всі часто наведені приклади цього класу систем мають воду як один компонент. Захоплюючий приклад стосується полістирольних сумішей пропіонітрил+. Криві змішуваності вказують на те, що LCST виникає при негативному тиску; фактично, коли суміш «розтягується» [2].
    2. Багато бінарних рідких сумішей (наприклад, фенол+вода має (при тиску навколишнього середовища) .частково змішуються, стаючи повністю змішуваними при підвищенні температури. Крива змішуваності має максимум при верхній критичній температурі розчину, UCST. При тиску навколишнього середовища невелика кількість рідких сумішей проявляють як UCST, так і LCST. Іншими словами, графік змішуваності утворює замкнутий контур.

    Часткова змішуваність ділянки також показують ефекти ізотопу дейтерію. У випадку з\(\mathrm{CH}_{3}\mathrm{CN}+\mathrm{H}_{2}\mathrm{O} \left(\text{component } 2 = \mathrm{~CH}_{3}\mathrm{CN}\right)\) UCST знаходиться\(272.10 \mathrm{~K}\) на\(x_{2}=0.38\) [2].

    Виноски

    [1] Імре та В.А. Ван Хук, Дж. полім наук; частина B; Фізика полімерів, 1994, 32 2283.

    [2] М.Дж. Бландамер, М.Дж. Фостер і Д. Waddington, транс. Фарадея Сок., 1970, 66 1369.