دانلود پایان نامه شیمی - مطالعه ترمودینامیکی مخلوط دوتایی الکترولیتی با فرمت word-ورد 73 صفحه

چکیده

در این رساله ، مطالعه ترمودینامیکی مخلوط دوتایی الکترولیتیNaCl(m1)+LiCl(m2)  در محیط آبی و در محدوده غلظتی 0.01 مول بر کیلوگرم تا حدود محلول های الکترولیتی اشباع شده ، بوسیله روش پتانسیومتری در دمایoC  25 مورد بررسی قرار گرفت . انحراف از ایده آلیته برای این مخلوط دوتایی الکترولیتی با تعیین ضرایب میانگین فعالیت  NaCl(m1)در یک سل گالوانی بدون اتصال مایع و با استفاده از یک الکترود یون گزین آمونیوم (Na+ ISE) با غشاء پلیمری حاوی آیونوفور سدیم  )( بهمراه یک الکترودAg/AgCl  مورد بررسی قرار گرفت. این بررسی با مدل سازی این سیستم الکترولیتی بر اساس مدل نیمه تجربی برهمکنش یونی Pitzer، با جمع آوری و ثبت رایانه ای داده های پتانسیومتری برای چهار سری مخلوط الکترولیتی این نمک ها (با کسر های مولالی : , 10, 50, 100 1r =m1/m2 =) در در قدرت های یونی یکسان  الکترولیتی  قدرت های یونی یکسان انجام گرفت.  بدین ترتیب با تطابق داده های پتانسیومتری و مدل نظری و با استفاده از روش نموداری Pitzer و همچنین با بهره گیری از روش محاسباتی تکرار، پارامترهای مختلف مربوط به ضرایب ویریال ببرای هر سی باشد.بوط به رقت های بالاتر ، د ، نتایج حاصله و روش ارائه شده با در نظر گرفتن گزینش پذیری این نوع الکترود ها وسررای برهمکنش های یونی دوتایی و سه تایی (,  و) برای نمک خالص NaCl و بویژه پارامترهای مختلف مخلوط الکترولیتی مورد نظر برای بر همکنش های یونی دوتایی (θNa,Li) و سه تایی )  (ΨNa,Li,Clبدست آمد. نتایج پتانسیومتری بدست آمده به خوبی با نتایج مشابه محاسباتی که براساس روش های فشار بخار (توسط Pitzer و همکاران) و نتایج حاصله از روش رطوبت سنجی (که توسط   Guendouziو همکاران) گزارش شده است ، توافق دارد. با توجه به این نکته که استفاده از این نوع الکترودها برای مطالعه تجربی چنین سیستم های حاوی مخلوط الکترولیتی فقط در این آزمایشگاه انجام گرفته است ، نتایج حاصله و روش الکتروشیمیایی ارائه شده با این نوع الکترود ها در بررسی ترمودینامیکی چنین مخلوط های الکترولیتی که دارای مزایایی چون سرعت اندازه گیری بالا و امکان دستیابی به نتایج مربوط به رقت های زیادتر را دربرمیگیرد ، میتواند بعنوان یک روش قابل توجه در بررسی ترمودینامیکی مخلوط های الکترولیتی قلمداد گردد..حاصله از روه حاصله از روش های جیی

بخش اول:

مبانی نظری

 نیروهای بین ذره ای

اصولا محلولها بر پایه تفاوت در برهم کنشهای بین ذره ای دسته بندی می شوند .

آگاهی از این برهم کنش های بین ذره ای در بسیاری از روشهای محاسباتی (مانند شبیه سازی مونتی  کارلو و شبیه سازی دینامیک مولکولی) و روشهای نظری برای محاسبه ضرایب فعالیت ضروری است.

در این فصل در مورد برهم کنش های «بلندبرد» و «کوتاه برد» و تاثیر آنها در خواص ترمودینامیکی محلولها توضیحاتی ارائه می گردد.

   1-1-1 برهم کنش های بلندبرد

اساسا نیروهای بلندبرد، بین ذرات یونی وجود دارند . نیروهای بلندبرد ماهیت الکتروستاتیکی دارند و متناسب با عکس مربع فاصله بین ذرات می باشند .[19,20,21]

از آن جائیکه این نیروها در فاصله های زیاد هم موثر هستند، به نیروهای بلندبرد موسوم هستند. در محلول های رقیق می توان فقط نیروهای با برد بلند را در نظر گرفت و از تاثیر نیروهای دیگر صرفنظر کرد. نیروهای القایی و نیروهای پراکندگی و نیروهای شیمیایی از نوع نیروهای بلندبرد هستند.[22]

برهم کنشهای کوتاه برد

این نیروها مابین ذرات یونی و نیز ذرات مولکولی وجود دارد، نیروهای جاذبه لناردجونز معمولا با معکوس توان ششم یا بالاتر از فاصله رابطه دارند و نیروهای دافعه لناردجونز هم چون در فواصل کوتاه بین ذرات (یعنی با معکوس توان دوازدهم یا بیشتر فاصله) عمل می کنند، بنابراین این نیروها هم در دسته نیروهای کوتاه برد قرار می گیرند.

همچنین پیوندهای هیدروژنی نیز جزء نیروهای کوتاه برد هستند .

اهمیت نیروهای کوتاه برد به غلظت حل شونده، بستگی دارد در محلولهایی با غلظت بالا از نمک نیروهای بابرد کوتاه از اهمیت زیادی برخوردار است. در صورتی که در غلظتهای پایین از وجود چنین نیروهایی در مقابل نیروهای بلندبرد می تواند صرفنظر کرد. مدلهای مختلفی که برای بیان خواص ترمودینامیکی محلولهای الکترولیت ارائه شدند، در بعضی موارد هر دو این نیروها (مانند مدل پیترز) و در مواردی نیز فقط نیروهای بلندبرد (مانند مدل دبای- هوکل) در نظر گرفته شده اند. اما بهترین نتایج از مقایسه با نتایج تجربی با در نظر گرفتن هردو این نیروها بدست می آید.