Уравнение Шишковского - Szyszkowski equation
В Уравнение Шишковского[1] использовался Мейснер и Майклс[2] описать уменьшение поверхностное натяжение водных растворов карбоновые кислоты, спирты и сложные эфиры при различных мольных долях. Он разумно описывает экспоненциальное уменьшение поверхностного натяжения при низких концентрациях, но его следует использовать только при концентрациях ниже 1 мол.%.[3]
Уравнение
с:
- σм поверхностное натяжение смеси
- σш поверхностное натяжение чистой воды
- а константа для конкретного компонента (см. таблицу ниже)
- x - мольная доля сольватированного компонента
Уравнение можно переформулировать так, чтобы оно было явным: а:
Это позволяет напрямую рассчитывать параметр, специфичный для данного компонента. а из экспериментальных данных.
Уравнение также можно записать как:
с:
- γ - поверхностное натяжение смеси
- γ0 поверхностное натяжение чистой воды
- R - постоянная идеального газа 8,31 Дж / (моль * К)
- T - температура в K
- ω - площадь поперечного сечения молекул ПАВ на поверхности
Поверхностное натяжение чистой воды зависит от температуры. При комнатной температуре (298 К) она равна 71,97 мН / м [4]
Параметры
Мейснер и Майклс опубликовали следующее а константы:
Сложный | а.104 | Сложный | а.104 |
---|---|---|---|
Пропионовая кислота | 26 | н-пропиловый спирт | 26 |
Изопропиловый спирт | 26 | Метилацетат | 26 |
н-пропиламин | 19 | Метилэтилкетон | 19 |
н-масляная кислота | 7 | Изомасляная кислота | 7 |
н-бутиловый спирт | 7 | Изобутиловый спирт | 7 |
Пропилформиат | 8.5 | Ацетат этила | 8.5 |
Метил пропионат | 8.5 | Диэтилкетон | 8.5 |
Этил пропионат | 3.1 | Пропилацетат | 3.1 |
н-валериановая кислота | 1.7 | Изовалериановая кислота | 1.7 |
н-амиловый спирт | 1.7 | Изоамиловый спирт | 1.7 |
Пропионат пропил | 1.0 | н-капроновая кислота | 0.75 |
н-гептановая кислота | 0.17 | н-октановая кислота | 0.034 |
н-декановая кислота | 0.0025 |
Пример
В следующей таблице и диаграмме показаны экспериментально определенные значения поверхностного натяжения в смеси воды и пропионовой кислоты.
|
Этот пример показывает хорошее соответствие опубликованного значения a = 2,6 * 10−3 и расчетное значение a = 2,59 * 10−3 при наименьшей данной мольной доле 0,00861, но при более высоких концентрациях пропионовой кислоты значение a значительно увеличивается, показывая отклонения от прогнозируемого значения.
Смотрите также
Рекомендации
- ^ B. von Szyszkowski, Z. Physik. Хеми, 64, 385 (1908)
- ^ H.P. Мейснер, А. Майклс, Поверхностное натяжение чистых жидкостей и жидких смесей ", Ind. Eng. Chem., 41 (12), 2782, (1949)
- ^ Брюс Э. Полинг, Джон М. Праусниц, Джон П. О’Коннелл, Свойства газов и жидкостей, 5-е издание
- ^ Интернет-книга NIST по химии http://webbook.nist.gov/chemistry/
- ^ Суарес Ф., Ромеро К.М., J. Chem.Eng.Data, 56 (5), 1778-1786, 2011