LibRar.Org.Ua — Бібліотека українських авторефератів

Загрузка...

Головна Хімічні науки → Рівновага рідина - пара в розчинах бутилметакрилатів у органічних розчинниках

ймовірні концентраційні області існування азеотропних розчинів, які утворюють досліджені бутиметакрилати з бутилацетатом.

- Встановлений зв'язок між полярністю та поляризовністю молекул, що утворюють розчин, та його надлишковими термодинамічними функціями.

- Доведена обмежена можливість та встановлені концентраційні границі застосування теоретичних моделей Ван – Лаара та Вільсона для розрахунку рівноваги рідина – пара для досліджених систем.

Практичне значення одержаних результатів полягає у можливості використання термодинамічних характеристик рівноваги рідина – пара індивідуальних бутилметакрилатів та їх розчинів в органічних розчинниках різної полярності для оптимізації процесів розділення та очистки речовин у хімічній технології ректифікаційними та абсорбційними методами. Крім того, величини надлишкових ентальпій (ентальпія змішування) та коефіцієнти активності компонентів є необхідними при розробці теоретичних основ процесів одержання акрилових мономерів у реальних умовах проведення хімічного синтезу. Одержані в роботі дані можуть бути включені у довідникові видання а також використані у навчальному процесі при викладанні відповідних навчальних дисциплін для студентів хіміко – технологічного напряму підготовки.

Особистий внесок здобувача полягає в аналізі літературних джерел, проведенні експериментальних досліджень, обробці отриманих результатів, формулюванні основних положень і висновків роботи. Формулювання мети роботи та висновків, аналіз результатів досліджень здійснювалися спільно з науковим керівником ― д.х.н., проф. Ю.Я. Ван-Чин-Сяном. Розробка та створення експериментальних тензиметричної та ебуліометричної установок проводилася разом із к.х.н., доцентами Сергеєвим В.В. та Герасимчуком С.І.

Апробація результатів дисертації. Основні результати досліджень доповідались та обговорювались на Міжнародній конференції "XVI International Conference on Chemical Thermodynamics in Russia" (Росія, м. Суздаль, 2007), VIII, IX Всеукраїнських конференціях студентів та аспірантів "Сучасні проблеми хімії" (м. Київ, Національний університет ім. Тараса Шевченка, 2007, 2008), ІІІ Міжнародній конференції "Сучасні проблеми фізичної хімії" (м. Маріуполь, Донецький НУ, 2007), ХІ науковій конференції "Львівські хімічні читання–2007" (м. Львів, Національний університет ім. Івана Франка, 2007) та науково – технічних конференціях Національного університету "Львівська політехніка" (2006 – 2008).

Публікації: За матеріалами досліджень опубліковано 4 наукові статті та тези п'яти конференцій.

Структура та об'єм роботи. Дисертаційна робота складається із вступу, п'яти розділів, загальних висновків та списку використаної літератури (119 найменуваннь). Робота викладена на 142 сторінках машинописного тексту, які містять 56 таблиць та 41 рисунків.


ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

У вступі обгрунтована актуальність роботи, сформульовані мета досліджень, наукова новизна та практична цінність одержаних результатів.

У першому розділі наведено огляд літературних джерел, присвячених дослідженню термодинамічних характеристики естерів акрилових кислот та рівноваги рідина – пара у розчинах, що їх містять. Показано, що термодинамічні характеристики індивідуальних естерів акрилових кислот досліджені достатньо грунтовно і у сукупності з характеристиками споріднених їм сполук (кислот, альдегідів) дають можливість екстраполяційних розрахунків цих характеристик за існуючими напівемпіричними адитивними схемами. Рівновагу рідина – пара в розчинах з естерами акрилових кислот досліджували, як правило, виходячи із cугубо практичних потреб для систем, які реально існують в хімічних технологічних процесах і стосуються, в основному, метилових естерів акрилової та метакрилової кислот у суміші з метанолом, кислотою, водою та деякими побічними продуктами реакції естерифікації. Практично відсутні роботи по дослідженню розчинів естерів акрилових кислот у різних за фізичними властивостями розчинниках з метою виявлення впливу їх природи на термодинамічні характеристики розчинів. Проаналізовано характер залежності відносної леткості від складу розчину для різних за природою компонентів.

Проведений огляд та зроблений аналіз ефективності існуючих моделей, які описують і прогнозують рівновагу рідина – пара у рідких розчинах.

Обгрунтовано доцільність проведення дослідження рівноваги рідина – пара для розчинів бутилових естерів метакрилової кислоти з розчинниках із суттєво різними фізико – хімічними характеристиками.

У другому розділі наведена характеристика об'єктів дослідження. Об'єктами наших досліджень були розчини н–бутилметакрилату та ізо–бутилметакрилату в бензолі, ацетонітрилі, гептані, бутилацетаті, гексані, бутанолі. Розчини готували з товарних реактивів, додатково очищених перегонкою. Ступінь чистоти зразків речовин, із яких готували розчини, та склад самих розчинів визначали хроматографічно.

Аналіз проводили на газо-рідинному хроматографі "ЛХМ-8Д" з детектором за теплопровідністю. Колонки хроматографа довжиною 2 м і діаметром 0,4 см були заповнені твердою фазою Chromaton N-AW з розміром частинок 0,20-0,25 мм, яка містила 10% рідкої фази ПЕГА+1%H3PO4. Газ носій – гелій. Температура колонок 423К, випарника 493К. Струм моста катарометра 120 мА.

Визначення вмісту основної речовини проводили методом внутрішнього стандарту, порівнюючи площі піків відомої речовини – мітки і компоненту, що визначався. При цьому попередньо встановлювали калібрувальні коефіцієнти, які відображали різну чутливість детектора до речовин, що аналізувалися. В якості внутрішнього стандарту використовували валеріанову кислоту ЧДА (для хроматографії).

Результати аналізу чистоти та фізичні характеристики зразків досліджених бутилметакрилатів та розчинників наведені в табл.1.

Перед дослідженням кожної бінарної системи попередньо готували по 4-5 калібрувальних розчинів з визначенням маси кожного компоненту з точністю 510-4г. Похибка визначення масової частки розчинів була не більшою, ніж 0,1%; масову концентрацію перераховували в мольну. При розрахунку хроматограм використовували метод внутрішньої нормалізації. Доведено, що речовини та методи встановлення їх ступеня індивідуальності (концентрації), які ми використовували в своїх дослідженнях, дозволяють проводити прецизійні термодинамічні вимірювання.





Таблиця 1

Фізичні характеристики та ступінь чистоти індивідуальних речовин


Речовина

e


Tкип, K

(Р=101,3∙ кПа)

Вміст основної речовини,

мол.