اندازه گیری و محاسبه پارامترهای ساختاری برای بررسی برهمکنش‌ها در محلول‌های دوجزئی شامل‌ الکل‌ها و بوتیل‌ استات

نوع مقاله : مقاله علمی پژوهشی

نویسندگان

گروه شیمی کاربردی، دانشکده علوم پایه، دانشگاه ملایر، ملایر، ایران

چکیده

در این مقاله با استفاده از پارامترهای ساختاری به نام‌های فاکتور نوسان غلظتی-غلظتی در حد طول موج بلند، فاکتور عدد-عدد در حد طول موج بلند، فاکتور ساختاری جزئی عدد-کسر مولی، فاکتور ساختاری مخلوط در حد طول موج‌بلند و محاسبه فاکتور نظم‌کوتاه برد شیمیایی، به مطالعه ساختاری وبررسی نسبی برهمکنش‌ها در محلول‌های‌دوجزئی شامل بوتیل‌استات و الکل‌های‌نرمال (۱-هگزانول،۱-هپتانول،۱-اکتانول،۱-نونانول،۱-دکانول) دردمای۲۹۸.۱۵ درجه پرداخته‌ایم. بااستفاده از مقادیر تجربی حجم مولی وضریب تراکم‌پذیری مخلوط‌ها، پارامترهای ساختاری یاد شده محاسبه شدند. اثر افزایش طول زنجیره‌الکلی بر روی پارامترهای یادشده مورد مطالعه قرار گرفت و با استفاده ازنتایج بدست آمده در مورد منظم‌شدن و یا بی‌نظمی محلول‌ها بحث و بررسی انجام شد.مقادیر تجربی حجم مولی فزونی برای تمامی سیستم‌های یاد شده مثبت است وبا افزایش طول‌زنجیره الکلی زیادتر میگردد. تجزیه و تحلیل پارامترهای ساختاری یاد شده برای محلول‌های دوجزئی نیز منجربه نتایج مشابهی برای قدرت پیوندها و میزان بی‌نظمی در آن‌ها گردید. به طور کلی میتوان نتیجه گرفت که پیوندهای بین مولکولی در سیستم‌های دوجزئی شامل بوتیل‌استات الکل‌‌های‌نرمال ضعیف است‌ و میزان بی‌نظمی در این محلول‌ها زیادتر از میزان بی‌نظمی محلول‌های ایده‌آل می‌باشد، واین بی‌نظمی با افزایش طول زنجیره‌الکلی زیادتر میگردد. ازدیاد این بی‌نظمی‌ها که ناشی از ضعیف‌تر شدن پیوندها درمحلول‌است ، را میتوان ناشی از ایجاد ممانعت فضایی ناشی از زنجیره غیرقطبی الکل‌ها دانست. با افزایش طول زنجیره میزان‌ این ممانعت فضایی نیزافزایش مییابد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

Measurement and calculation of structural parameters to investigate interactions in binary mixtures including alcohols and butyl acetate

نویسندگان [English]

  • Shekoofeh Pouladi
  • Mohammad Almasi
Department of Applied Chemistry, Faculty of Science, Malayer University, Malayer, Iran
چکیده [English]

In this article, using the structural parameters called the concentration-concentration fluctuation factor in the long wavelength limit, the number-number factor in the long wavelength limit, the partial number-mole fraction structural factor, the mixed structural factor in the long wavelength limit and calculating the short order factor Chemical field, we have studied the structure and relative investigation of interactions in binary mixtures including butyl acetate and normal alcohols (1-hexanol, 1-heptanol, 1-octanol, 1-nonanol, 1-decanol) at a temperature of 298.15 degrees. Using the experimental values of molar volume and compressibility coefficient of the mixtures, the mentioned structural parameters were calculated. The effect of increasing the length of the alcohol chain on the mentioned parameters was studied, and using the obtained results, a discussion was made about the regularization or disorder of the solutions. The experimental values of the additional molar volume for all the mentioned systems are positive and increase with the increase of the length of the alcohol chain. The analysis of the mentioned structural parameters for binary mixtures also led to similar results for the strength of bonds and the amount of disorder in them. In general, it can be concluded that the intermolecular bonds in two-component systems containing butyl acetate and normal alcohols are weak, and the amount of disorder in these solutions is greater than the amount of disorder in ideal solutions, and this disorder increases with the increase in the length of the alcohol chain. The increase of these irregularities, which is caused by the weakening of the bonds in the solution, can be considered as a result of the spatial hindrance caused by the non-polar chain of alcohols. With the increase in the length of the chain, the amount of this spatial hindrance also increases.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Structural parameters
  • butyl acetate
  • alkyl chain
  • 1-alkanols
  • intermolecular interactions

This is an open access article under the CC-BY-SA 4.0 license.( https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0/)

مراجع

[1] Almasi, M. (2018). Investigation of Molecular Interactions in Binary Mixtures of n-Butyl Acetate and (C6 – C10) 1-Alkanol: PC-SAFT Model, J. Chem. Eng. Data 63 (10), 3881-3888.
[2] Almasi, M. (2013). Densities and viscosities of binary mixtures of ethylmethylketone and 2-alkanols; application of the ERAS model and cubic EOS, Thermochim. Acta. 554(3),25-31.
[3] Almasi, M. (2021). Thermodynamic and transport properties of binary mixtures containing N-Ethylethanamine and (C5 − C9) 1-Alkanol: PC-SAFT model, Phys. Chem. Liq. 134 (11) 51-58.
[4] Ben-Naim, A. (1977). Inversion of the Kirkwood–Buff theory of solutions: Application to the water–ethanol system, J. Chem. Phys. 67 (1977) 4884-4889.
[5] Gmehling, J., Lohmann, J., Jakob, A., Li, J., & Joh, R. (1998). A modified UNIFAC model. 3. Revision and extension, Ind. Eng. Chem. Res. 37 (5) 4876-4881.
[6] Almasi, M. (2019). Study of molecular interactions and preferential solvation in binary mixtures of cyclohexane and (C5–C10) 1-alkanol by Kirkwood-Buff integrals, Fluid Phase Equilib. 489 (11) 1-7.
[7] Pikkarainen, L. (1983). Densities and viscosities of binary mixtures of N,N-dimethylacetamide with aliphatic alcohols, J. Chem.Eng. Data.28 (3) 344-347.
[8] Nain, A. K. (2008). Inversion of the Kirkwood–Buff Theory of Solutions: Application to Tetrahydrofuran + Aromatic Hydrocarbon Binary Liquid Mixtures, J. Solution. Chem. 37 (9) 1541-1559.
[9] Heydarian, S., Almasi, M., & Saadati, Z. (2019). Calculation of Kirkwood-Buff integrals for binary mixtures of 1-butyl-3-methylimidazolium nitrate ionic liquid and alcohols at 298.15 K, J. Mol. Liq. 275 (3) 122-125.
[10] Marcus, Y. (1990). Preferential solvation in mixed solvents. Part Binary mixtures of water and organic solvents, J. Chem. Soc. 86 (1) 2215-2224. 
[11] Heintz, A., & Papaioannou, D. (1998). Excess enthalpies of alcohol amine mixtures. Experimental results and theoretical description using the ERAS-model, Thermochim. Acta 69 (2) 69-76.
[12] Ciocirlan, O., Teodorescu, M., Dragoescu, D., Iulian, O., & Barhala, A. (2010) Densities and Excess Molar Volumes of the Binary Mixtures of Cyclohexanone with Chloroalkanes at Temperatures between (288.15 and 318.15) K, J. Chem.Eng. Data 55(2) 968-973.
[13] Moftakhar, M., & Almasi, M. (2017). Studies on physicochemical behavior of binary mixtures containing propanal and Alkan-2-ol, J. Chem. Thermodyn. 113(2) 315-320.
[14] M. Almasi, (2015) Temperature dependence and chain length effect on density and viscosity of binary mixtures of nitrobenzene and 2-alcohols, J. Mol. Liq. 20, 43-46.
[15] Shahbazi, E., & Almasi, M. (2019) experimental study of interactions between a ketone and a series of type II alcohols using the Kirkwood-Buff method. The Journal of Applied Chemistry 15, 25-36.
[16] Moradi, A., & Bagheri, A. (2022) study of the interaction of two-component mixture containing biosurfactant sodium chelate and anionic surfactant sodium dodecyl sulfate using conductometric technique. The Journal of Applied Chemistry 16, 175-190.
[17] Nilofar Faraji, N., Bagheri, A., & Arab, E. (2020) Interaction and micellar behavior of aqueous mixtures of surface-active ionic liquid and cationic surfactant: experimental and theoretical studies, The Journal of Applied Chemistry 14, 43-54.
شیمى کاربردى روز
دوره 19، شماره 70
فروردین 1403
صفحه 231-242

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار