Заказать курсовые, контрольные, рефераты...
Образовательные работы на заказ. Недорого!

Критические свойства и давления насыщенного пара C2-C8 алкилформиатов

Диссертация: Критические свойства и давления насыщенного пара C2-C8 алкилформиатов
ДиссертацияПомощь в написанииУзнать стоимостьмоей работы

Помимо этого, сложные эфиры метановой кислоты, находят широкое применение в химической промышленности в качестве растворителей жиров и растительных масел, нитрата и ацетата целлюлозы, жирных кислот, служат в качестве фумигантов, ларвицидов и в производстве витамина В1. Также они используются в качестве душистых веществ парфюмерных композиций и ароматизирующих веществ в пищевой промышленности. Для… Читать ещё >

Содержание

  • 1. Обзор литературных данных по критическим температурам алкилформиатов, анализ методов экспериментального определения критических температур и давлений насыщенного пар
    • 1. 1. Критические температуры сложных эфиров
    • 1. 2. Методы исследования критической температуры
    • 1. 3. Методы определения критической температуры термически нестабильных веществ
    • 1. 4. Методы измерения давления насыщенных паров
      • 1. 4. 1. Статический метод
      • 1. 4. 2. Эбулиометрия
      • 1. 4. 3. Транспирация
      • 1. 4. 4. Кинетические методы измерения давления паров
  • 2. Экспериментальная часть
    • 2. 1. Используемые материалы
    • 2. 2. Анализ препаратов
    • 2. 3. Методы исследования
      • 2. 3. 1. Измерение критической температуры ампульным методом в воздушном термостате (метод № 1)
      • 2. 3. 2. Измерение критической температуры ампульным методом в жидкостном термостате (метод № 2)
      • 2. 3. 3. Определение критической температуры «экспресс» методом (метод № 3)
    • 2. 4. Исследование критических температур бинарных систем с участием алкилформиатов
    • 2. 5. Идентификация продуктов термической деструкции алкилформиатов
    • 2. 6. Исследование давления насыщенных паров н-алкилформиатов
  • 3. Результаты и их обсуждение
    • 3. 1. Исследование термической стабильности н-алкилформиатов
    • 3. 2. Критические температуры алкилформиатов
    • 3. 3. Давления насыщенных паров н-алкилформиатов
    • 3. 4. Прогнозирование критических параметров
  • Выводы

Критические свойства и давления насыщенного пара C2-C8 алкилформиатов (реферат, курсовая, диплом, контрольная)

Одна из основных задач физической химии — изучение взаимосвязи свойств веществ со строением их молекул. Для класса сложных эфиров на данный момент накоплен значительный объем экспериментальной информации по большинству свойств. Исключение составляет целая группа соединений этого класса — формиаты. Для них отсутствуют надежные сведения даже для такого базового свойства, как критическая температура. Отсутствие их не позволяет делать обобщения для класса в целом и разрабатывать методы прогнозирования свойств, зависящих от межмолекулярных взаимодействий.

Помимо этого, сложные эфиры метановой кислоты, находят широкое применение в химической промышленности в качестве растворителей жиров и растительных масел, нитрата и ацетата целлюлозы, жирных кислот, служат в качестве фумигантов, ларвицидов и в производстве витамина В1. Также они используются в качестве душистых веществ парфюмерных композиций и ароматизирующих веществ в пищевой промышленности. Для развития новых процессов и совершенствования уже имеющихся необходимы надежные термодинамические свойства веществ.

Такие термодинамические характеристики как критические параметры, давление паров являются особо важными и необходимыми в основных областях промышленности [1]. Их степень важности для различных областей промышленности представлена в табл. 1.

Это является свидетельством необходимости и актуальности комплексного исследования свойств такого класса соединений, как эфиры метановой кислоты.

Таблица 1.

Степень важности термодинамических данных для различных областей промышленности.

Термодинамические свойства Основные применения.

Процессы разделения.

Транспортировка и хранение Энергетика Тепловые сети Производство композитов Химический синтез Кристаллизация Ректификация Экстракция Абсорбция и десорбция.

Критические параметры I I I I I I.

Фазовое равновесие жидкость-пар II I I I I I I I.

I — важны, II — очень важны.

Цель работы — получение надежных экспериментальных данных по критическим температурам, давлениям насыщенных паров, энтальпиям испарения алкилформиатов и выработка подходов к прогнозированию этих свойств.

Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:

•Выполнить синтез и очистку исследуемых соединений.

•Экспериментально определить термическую стабильность алкилформиатов.

•Разработать метод определения критических температур органических соединений, имеющих ограниченную термическую стабильность.

•Экспериментально определить значения критических температур алкилформиатов и бинарных систем с их участием.

•Экспериментально определить давления насыщенных паров сложных эфиров метановой кислоты в зависимости от температуры.

Выводы.

1. Изучена кинетика деструкции линейных эфиров метановой кислоты: н-бутилформиата, н-пентилформиата, н-гексилформиата, н-гептилформиата и н-октилформиата в области их критических температур. Проведена оценка степени деструкции исследуемых эфиров в области критических температур.

2. Рекомендованы методы прямого определения Тс индивидуальных алкилформиатов, а также привлечение для этой цели сведений по критическим температурам бинарных смесей. Для высших алкилформиатов разработан оригинальный «экспресс» метод определения Тс. Определены критические температуры С2-С8 алкилформиатов.

3. Дополнена новыми значениями база кодовых чисел для прогнозирования критических температур методом, основанным на индексах молекулярной связности Рандича.

4. Впервые экспериментально измерены давления насыщенного пара н-пентилформиата, н-гексилформиата, н-гептилформиата и н-октилформиата в диапазоне 274 — 349 К. На основании полученных Р-Т данных определены «эффективные» значения критического давления.

5. Впервые определены стандартные энтальпии испарения Д^сп 1293 н-пентилформиата, н-гексилформиата, н-гептилформиата и н-октилформиата, хорошо коррелируемые с литературными данными для низших линейных формиатов. Установлена высокая работоспособность метода Амброуза-Уолтона для прогнозирования Д!1:спНу алкилформиатов.

Показать весь текст

Список литературы

  1. A., Maczynski A., Szafranski А. М., Krop Е. Thennodynamic data in industrial applications // Hungarian J. of industrial chemistry veszprem 1984, V. 12, P. 97−108.
  2. Kudchadker A.P., Ambrose D., Tsonopoulos C. Vapor-Liquid Critical Properties of Elements and Compounds. 7. Oxygen Compounds Other Than Alkanols and Cycloalkanols // J. Chem. Eng. Data 2001, V. 46, P. 457−479.
  3. De Heen, P., Research on Physics and Theory of Liquids // Experimental Part Paris, 1888.
  4. Young, S.- Thomas, G.L., The vapour pressures, molecular volumes, and critical constants of ten of the lower esters // J. Chem. Soc., 1893, V. 63, P. 1191.
  5. Sajots, W., Vapor Pressures of Saturated Vapors at High Temperatures // Beibl. Ann. Phys., 1879, V. 3, P. 741−3.
  6. Pawlewski, В., Critical temperatures of some liquids. // Ber. Dtsch. Chem. Ges., 1883, V. 16, P. 2633−36.
  7. Ma, P.- Wang, J.- Ruan, Y. Determination of critical parameters of seven organic compounds. // Gaoxiao Huaxue Gongcheng Xuebao 1995, V. 9 (1), P. 62−66.
  8. M.X. Химическая термодинамика // Изд. 3-е, перераб. и доп. М., «Химия», 1975. С. 548.
  9. Ambrose D., Young C.L. Vapor-Liquid Critical Properties of Elements and Compounds. 1. An Introductory Survey // J. Chem. Eng. Data 1995, V. 40, P. 345−357.
  10. O.Clark, A. L. The Critical State of Pure Fluids. // Chem. Rev. 1938, V. 23, P. 1−15.
  11. Cardoso, E. Contribution to the study of critical points. // J. Chim. Phys. Phys.-Chim. Biol. 1912. V. 10, P. 470−496.
  12. Ambrose, D.- Grant, D. G. The Critical Temperatures of Some Hydrocarbons and Pyridine Bases // Trans. Faraday Soc. 1967, V. 53, P. 771−778.
  13. Pak S.C., Kay W.B. The Critical Properties of Binary Hydrocarbon Systems // Ind. Eng. Chem. Fundam. 1972, V. 11, P. 255−267.
  14. Young C. L. Equilibrium properties of octamethylcyclotetrasiloxane near its critical point and applicability of the principle of corresponding states //J. Chem. Thermodyn. 1972, V. 4, P. 65−75.
  15. Palmer, H. B. Schlieren studies of the critical region // J. Chem. Phys. 1954, V. 22, P. 625−634.
  16. Wentorf, R. H. Isoterms in the critical regions of carbon dioxide and sulfur hexafluoridw // J. Chem. Phys. 1956, V. 24, P. 607−615.
  17. Straub, J. Optical determination of density layers in the critical state// J. Chem.-Zng.-Tech. 1967, V. 39, P. 291−296.
  18. Brunner, E.- Maier, S.- Windhaber, K. J. Three high-pressure optical cells for phase equilibrium investigations // Phys. E. 1984, V. 17, P. 44−48.
  19. Buback, M.- Franck, E. U. Measurements of vapor pressure and critical data of ammonium halides // Ber. Bunsen-Ges. Phys. Chem. 1972, V. 76, P. 350−354.
  20. Webster B. Kay. P-T-x Diagrams in the Critical Region. Acetone-n-Alkane Systems. // J. Phys. Chem. 1964, V. 68, P. 827−831.
  21. Pak S.C., W.B. Kay. The Critical Properties of Binary Hydrocarbon Systems // Ind. Eng. Chem. Fundam. 1972, V. 11, P. 255−267.
  22. Ambrose, D. Critical Temperatures of Some Phenols and Other Organic Compounds //Trans. Faraday Soc. 1963, V. 59, P. 1988−1993.
  23. Mogollon E., Kay W.B., Teja A.S. Modified sealed-tube method for the determination of critical temperature // Ind. Eng. Chem. Fundamen., 1982, V. 21 (2), P. 173−175.
  24. Gude M.T., Mendcz-Santiago J, Teja A.S. Critical Properties of Alkanoic Acids Using the Sealed Ampule Method I I J. Chem. Eng. Data 1997, V. 42, P. 278−280.
  25. Wilson L.C., Wilding W.V., Wilson H.L. and G.M. Wilson Critical Point Measurements by a New Flow Method and a Traditional Static Method // J. Chem. Eng. Data 1995, V. 40, P. 765−768.
  26. VonNiederhausern D.M., Wilson G.M., and Giles N.F. Critical Point and Vapor Pressure Measurements at High Temperatures by Means of a New Apparatus with Ultralow Residence Times // J. Chem. Eng. Data 2000, V. 45, P. 157−160.
  27. Rosenthal, D. J. and Teja, A. S., The Critical Properties of n-Alkanes Using a Low Residence Time Flow Apparatus // AlChE Journal, 1989, V. 35, P. 1829−1834.
  28. Е.Д., Павлов П. А. Методика ГСССД МЭ 166 2010. Методика экспериментального определения критической температуры и критического давления веществ. // Росс, научно-техн. Центр информации по стандартизации, метрологии и оценке сответствия. М., 2010.
  29. Figurski G. Zur experimentellen Bestimmung des Dampf-Fluessigkeits-Gleichgewichts // Wissenschaftliche Zeitschrift Universitaet Halle XXXIV 1985 M.H. 1. S. P. 129−144.
  30. Bureau N, Jose J, Mokbel I, deHemptinne J-C. Vapour pressure measurements and prediction for heavy esters // J. Chem. Thermod. 2001- V. 33: P. 1485.
  31. Ruzicka K, Mokbel I, Majer V, Ruzicka V, Jose J, Zabransky M. Description of vapour-liquid and vapour-solid equilibria for a group of polycondensed compounds of petroleum interest // Fluid Phase Equil 1998- V. 148: P. 107−137.
  32. Kasehgari H, Mokbel I, Viton C, Jose Vapor pressure of 11 alkylbenzenes in the range 10−3-280 torr, correlation by equation of state // J. Fluid Phase Equil 1993- V. 87: P. 133.
  33. Morgan DL, Kobayashi R. Direct Vapor Pressure Measurements of Ten n -. Alkanes in the C10-C28 Range // Fluid Phase Equil 1994- V. 97: P. 211.
  34. Swietoslawski W. Ebulliometric Measurements // New York: Reinhold, 1945.
  35. Hala E, Pick J, Fried V, and Vilim O. Vapor Liquid Equilibrium // Oxford: Pergamon Press, 1967.
  36. Rogalski M, Malanowski, S. Phase Equilibrium in Process Design, Kruger, New York // Fluid Phase Equil 1980- V. 5. P. 97.
  37. Malanowski S. Exp. Methods for Vapor-Liquid Eqwuilibria. Part 1. Circulation Methods //Fluid Phase Equil 1982- V. 9. P. 197−219.
  38. Ambrose D, Ewing MB, Ghiassee NB, Sanchez Ochoa JC. The ebulliometric method of vapor-pressure measurement: vapor pressures of benzene, hexafluorobenzene, and naphthalene // J Chem Thermod 1990- V 22. P. 589−605.
  39. Abbott MM. Low-pressure phase equilibria: Measurement of VLE // Fluid Phase Equil 1986- V. 29. P. 193−207.
  40. Raal J. D, Muhlbauer A.L. Phase Equilibria: Measurements and Computation Taylor and Francis // Bristol, PA, 1998. V. 8.
  41. Ambrose D. Vapor pressures. In: Le Neindre B, Vodar B, ed. Experimental Thermodynamics, Vol II: Experimental thermodynamics of non-reacting fluids //London: Butterworths, 1975. P. 607−656.
  42. Varouchtchenko R. M, Droujinina A.I. Thermodynamics of vaporization of some perfluorotrialkylamines // J Chem Thermod 1995- V. 27. P. 355−368.
  43. Ewing M. B, Sanchez Ochoa J.C. An ebulliometer for measurement of vapor pressure at low temperatures: the vapour pressures and the critical state of perfluoromethylcyclopentane. // J Chem Thermod 1998- V. 30. P. 189.
  44. Ewing M. B, Sanchez Ochoa J.C. The vapour pressure of cyclohexane over the whole fluid range determined using comparative ebulliometry/ // J Chem Thermod 2000- V. 32. P. 1157.
  45. Regnault H.V. Etude sur l’hygrometrie //Ann Chim. (Paris) 1845- V. 15. P. 129−236.
  46. Nesmeyanov A.N. Vapor Pressures of the Elements, Amsterdam // Elsevier, 1963.
  47. Ю.А., Мирошниченко E.A., Термохимия парообразования органических веществ, Наука, Москва, 1981, С. 215.
  48. Г. Руководство по неорганическому синтезу. Том 1 // М. Мир, 1985.
  49. , А. Т. (1960). In Methods of Biochemical Analysis, vol. 8, p. 1. Ed. by Glick, D. New York: Interscience Publishers Inc.51 .Ногаре С. Д., Джувет P.C. Газо-жидкостная хроматография. // Теория и практика. Л^: Недра. Ленингр. Отд., 1966. 471 с.
  50. Н., Коцев Н. Справочник по газовой хроматографии // Перевод с болгарского. Под ред. Березкина В. Г., Сакодынского К. И. М.: Мир, 1987.С. 260.
  51. Ambrose D., Tsonopoulos С. Vapor-Liquid Critical Properties of Elements and Compounds. 2. Normal Alkanes // J. Chem. Eng. Data 1995, V. 40, P. 531−546.54.http://webbook.nist.gov/
  52. Gude, M.- Teja, A.S., Vapor-Liquid Critical Properties of Elements and Compounds. 4. Aliphatic Alkanols, // J. Chem. Eng. Data, 1995, V. 40, P. 1025−1036.
  53. Tsonopoulos, С.- Ambrose, D., Vapor-Liquid Critical Properties of Elements and Compounds. 6. Unsaturated Aliphatic Hydrocarbons, // J. Chem. Eng. Data, 1996, V. 41, P. 645−656.
  54. Sergey P.V., Vladimir N.E. Transpiration method: Vapor pressures and enthalpies of vaporization of some low-boiling esters // Fluid Phase Equilibria 2008, V. 266, P. 64−75.
  55. A.C. Давления насыщенных паров и энтальпии испарения сложных эфиров на основе многоатомных спиртов. // Диссертация. Самара. 2009.
  56. .В., Савинов И. М., Виттенберг А. Г. Практическая газовая и жидкостная хроматография. // СПб: Изд-во С.-Петербург, ун-та. 2002, С. 616.
  57. Т.Н., Нестеров И. А. Критические температуры и давления органических соединений. Анализ состояния базы данных и развитие методов прогнозирования // Самара: Самарский научный центр Российской академии наук, 2009, С. 580.
  58. Ю.М. Кинетика промышленных органических реакций // Справ. Изд. М.:Химия, 1989, С. 384.
  59. И.А., Назмутдинов А. Г., Саркисова B.C., Нестерова Т. Н., Воденкова Н. Н. Определение критических температур смесей алкилбензолов // Нефтехимия. 2007. Т. 47. № 6. С. 466−473.
  60. Kulikov, D.- Verevkin, S. P.- Heintz, A. Enthalpies of vaporization of a series of linear aliphatic alcohols. Experimental measurements and application of the ERAS-model for their prediction // Fluid Phase Equil. 2001, V. 192, P. 187−202.
  61. Chickos J., Acree W., Jr. Enthalpies of Vaporization of Organic and Organometallic Compounds, 1880−2002 // J. Phys. Chem. Ref. 2003. V. 23. № 2, P. 519−878.
  62. J.H. Mathews, The accurate measurement of heats of vaporization of liquids // J. Am. Chem. Soc. 1926, V. 48, P. 562−576.
  63. Zabransky, M.- Hynek, V.- Finkeova-Hastabova, J.- Vesely, F., Heat capacities of six liquid esters as a function of temperature // Coll. Czech. Chem. Comm., 1987, V. 52, P. 251−256.
  64. Fuchs, R., Heat capacities of some liquid aliphatic, alicyclic, and aromatic esters at 298.15 K//J. Chem. Thermodyn., 1979, V. 11, P. 959−961.
  65. Pintos, M.- Bravo, R.- Baluja, M.C.- Paz Andrade, M.I.- Roux-Desgranges, G.- Grolier, J.-P.E., Thermodynamics of alkanoate + alkane binary mixtures. Concentration dependence of excess heat capacities and volumes // Can. J. Chem., 1988, V. 66, P. 1179.
  66. Jimenez, E.- Romani, L.- Paz Andrade, M.I.- Roux-Desgranges, G.- Grolier, J.-P.E., Molar excess heat capacities and volumes for mixtures of alkanoates with cyclohexane at 25 °C // J. Solution Chem., 1986, V. 15(11), P. 879−890.
  67. J. Cihlar, V. Hynek, V. Svoboda, R. Holub, Heats of vaporization of alkyl esters of formic acid // Coll. Czech. Chem. Comm. 1976, V. 41, P. 1−6.
  68. V. Svoboda, V. Uchytilova, V. Majer, J. Pick, Enthalpy data of liquids: xx. heats of vaporization of alkyl esters of formic, acetic and propionic acids // Coll. Czech. Chem. Comm. 1980, V. 45, P. 3233−3240.
  69. M. Mansson, Enthalpies of combustion and formation of ethyl propionate and diethyl carbonate//J. Chem. Thermodyn. 1972, V. 4, P. 865−871.
  70. A. Nelson, Vapor Pressures of Fumigants. II. Methyl, Ethyl, n-Propyl, Isopropyl, n-Butyl, Secondary Butyl, and Isobutyl Formates // Ind. Eng. Chem. 1928, V. 20, P. 1382−1384.
  71. Hine J., Klueppet A.W., Structural effects on rates and equilibria. XVIII. Thermodynamic stability of ortho esters // J. Am. Chem. Soc. 1974, V. 96, P. 2924−2929.
  72. Farkova J., Wichterle I. Vapour pressure of some ethyl and propyl esters of fatty acids/ // Fluid Phase Equilibr. 1993, V. 90, P. 143−148.
  73. Linek J., Vapour-liquid equilibrium in the isobutyl formate + isobutyl alcohol and n- butyl formate + isobutyl alcohol systems at atmospheric pressure // Coll. Czech. Chem. Comm. 1979, V. 44, P. 3501−3508.
  74. Usanovich M., Dembitskii A., Vapor Pressure of Systems of Tin Chloride with Ethers // Zh. Obshch. Khim. 1959, V. 29, P. 1771 -1781.
  75. Gonzales E., Ortega J. Densitites and Isobaric Vapor-Liquid Equilibria of Butyl Esters (Methanoate to Butanoate) with Ethanol at 101.32 kPa. // J. Chem. Eng. Data, 1995, V 40, P. 1178−1183.
  76. Chylinski K., Fras Z., Malanowski S. K., Vapor-Liquid Equilibrium for Phenol + a-Methyl Benzyl Alcohol and 2-Ethoxyethanol + n-Butyl Fonnate // J. Chem. Eng. Data, 2004, V. 49, P. 2−6.
  77. Stephenson R.M., Malanowski S., Handbook of the thermodynamics of organic compounds. // Elsevier: New York, 1987.
  78. Samarov A.A., Nazmutdinov A.G., Verevkin S.P. Vapour pressure and enthalpies of vaporization of aliphatic esters. // Fluid Phase Equilibria. 2012, V. 334, P. 70−75.
  79. Hall H.K. Jr., Baldt J.H. Thermochemistry of Strained-ring Bridgehead Nitriles and Esters.//J. Am. Chem. Soc. 1971, V. 93, P. 140−145.
  80. Weast, R. C and Grasselli, J.G., ed (s)., CRC Handbook of Data on Organic Compounds, 2nd Editon // CRC Press, Inc., Boca Raton, FL, 1989, 1.
  81. Lecat, M., Orthobaric Azeotropes of Sulfides, // Bull. CI. Sci., Acad. R. Belg., 1947, V. 33, P. 160−182.
  82. , В.П.- Зорин, В.В.- Злотский, С.С.- Рахманкулов, Д.Л., Идентификация циклических ацетатов и изомерных эфиров газожидкостной хроматографией //ЖПХ, 1976, Т. 49, Р. 2350.
  83. Timmermans, J.- Hennaut-Roland, М., Work of the International Bureau of Physico-Chemical Properties physical constants of twenty organic compounds, // J. Chim. Phys. Phys.-Chim. Biol., 1959, V. 56, P. 984−1023.
  84. Hannotte, Т., Azeotropic Properties of Formic Ethers and Acetates of Saturated Aliphatic Alcohols // Bull. Soc. Chim. Belg., 1926, V. 35, P. 86.
  85. Smith, A.W.- Boord, C.E., Infra-Red Absorption in Ethers, Esters, and Related Substances, // J. Am. Chem. Soc., 1926, V. 48, P. 1512.
  86. Lievens, G., The freezing point of organic substances: viii esters containing a normal c (5) radical // Bull. Soc. Chim. Belg., 1924, V. 33, P. 122−131.
  87. Homfray, I.F.- Guye, P.A., Surface Tension and Molecular Complexity in as Active Homologous Series, // J. Chim. Phys., 1903, V. 1, P. 505−544.
  88. Gartenmeister, R., Investigation of the physical characterstics of liquid compounds: vi boiling point and specific volume of normal fatty acid esters // Justus Liebigs Ann. Chem., 1886, V. 233, P. 249−315.
  89. , В.П.- Зорин, B.B.- Злотский, С.С.- Терентьев, А.Б., Радикальная теломеризация этилена 1,3-ди-оксоланом, // ЖПХ, 1975, Т. 48, № 12, Р. 2773−2776.
  90. Bilterys, R.- Gisseleire, J., Investigations on the Congelation Temperature of Organic Compounds // Bull. Soc. Chim. Belg., 1935, V. 44, P. 567.
  91. Frentzel, J. Ueber normalen primaren Hexylalkohol und Derivate desselben// J., Chem. Ber., 1883, V. 16, P. 743−746.
  92. Poling B.E., Prausnitz J.M., O’Connell J.P., The properties of gases and liquids 5th ed. // McGraw-Hill, New York, Chicago, San Francisco, Lisbon, London, Madrid, Mexico City, Milan, Nev Delfi, San Juan, Seul, Singapore, Sydney, Toronto, 2001.
Заполнить форму текущей работой

Сдать сессию!