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:

Константы уравнения Шишковского
Сложныйа.104Сложныйа.104
Пропионовая кислота26н-пропиловый спирт26
Изопропиловый спирт26Метилацетат26
н-пропиламин19Метилэтилкетон19
н-масляная кислота7Изомасляная кислота7
н-бутиловый спирт7Изобутиловый спирт7
Пропилформиат8.5Ацетат этила8.5
Метил пропионат8.5Диэтилкетон8.5
Этил пропионат3.1Пропилацетат3.1
н-валериановая кислота1.7Изовалериановая кислота1.7
н-амиловый спирт1.7Изоамиловый спирт1.7
Пропионат пропил1.0н-капроновая кислота0.75
н-гептановая кислота0.17н-октановая кислота0.034
н-декановая кислота0.0025

Пример

В следующей таблице и диаграмме показаны экспериментально определенные значения поверхностного натяжения в смеси воды и пропионовой кислоты.

Поверхностное натяжение пропионовой кислоты, растворенной в воде[5]
ИксКислота [моль/моль]ИксВода [моль/моль]σ [мН/м]Т [К]а.104
1(Чистая кислота)026.68293.15298.
0.182290.8177133.08293.1590.7
0.171020.8289833.15293.1585.6
0.14940.850633.54293.1577.2
0.128030.8719734.18293.1569.7
0.109470.8905334.56293.1561.4
0.08690.913135.3293.1551.8
0.07470.925335.77293.1546.3
0.066020.9339836.43293.1543.2
0.054360.9456438.51293.1542.2
0.04550.954540.07293.1540.3
0.032680.9673242.34293.1535.1
0.020750.9792546.78293.1532.8
0.014570.9854350.17293.1531.4
0.008610.9913953.61293.1525.9
01(Чистая вода)72.58293.15
  Поверхностное натяжение смеси водного раствора 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

  1. ^ B. von Szyszkowski, Z. Physik. Хеми, 64, 385 (1908)
  2. ^ H.P. Мейснер, А. Майклс, Поверхностное натяжение чистых жидкостей и жидких смесей ", Ind. Eng. Chem., 41 (12), 2782, (1949)
  3. ^ Брюс Э. Полинг, Джон М. Праусниц, Джон П. О’Коннелл, Свойства газов и жидкостей, 5-е издание
  4. ^ Интернет-книга NIST по химии http://webbook.nist.gov/chemistry/
  5. ^ Суарес Ф., Ромеро К.М., J. Chem.Eng.Data, 56 (5), 1778-1786, 2011