热声和红外二元混合物+ 1-Butanol苯胺分子相互作用的研究

文摘

超声波速度和密度测量的二元混合物苯胺在T = (303.15 - 318.15) + 1-butanol K,在大气压力进行。一些热声学参数如绝热压缩系数(β),摩尔体积(Vm),国米分子自由长度(低频),声阻抗(Z)已经从实验测量计算。结果已经使用定性解释这些混合物的组件之间的分子间相互作用。此外,结果进一步支持了傅立叶变换红外光谱

关键字

超声波速度,声学参数、苯胺、1-butanol密度,红外光谱

介绍

近年来,超声波速度的测量被用来理解分子相互作用的本质在纯液体和液体混合物、特别是二元混合物。研究二元液体混合物的热力学参数通过测量超声波速度和密度作为摩尔分数的函数以及温度引起的关注不同的研究小组在过去的几年。

针对简单和准确的速度测量技术的可用性,这些超声波二元液体混合物的研究也进入新的和不同的医学成像等领域,Brilliouin散射光谱学、生物医学研究需要超声波的传播也没有引起信号衰减。

热力学液-液混合物的性质是非常重要的热力学研究的一部分,声学和运输方面。热力学性质的成分依赖性是被证明是非常有用的工具在理解的性质和程度的分子模式聚合组件之间的分子间相互作用产生的。这种类型的研究是一种强大的描述液体混合物的物理化学行为的各个方面,研究分子之间的相互作用。

此外,超声波速度、密度和派生的热力学和声学参数的相当大的兴趣在理解分子间的相互作用以二进制(1,2液体混合物。体积、声学和热力学研究混合物已被用于许多研究者更好的理解分子间的相互作用,即为解释不同类型的交互,取向(3,4和dipole-induced偶极子5,6]在polar-polar [7,8]在polar-non极地[9,10)系统。增加使用苯、甲苯和1-butanol在许多工业过程中极大地刺激声需要广泛的信息和运输这些液体和混合物的性质。1-Butanol作为混合剂用于石油、挥发油、树脂和牙龈,也作为萃取剂生产维生素、激素、精油、抗生素和磺化油(11]。

为了解释苯胺+ 1-Butanol之间发生相互作用的本质,超声波速度和密度的二元液体混合物已经决定在整个范围的成分在T =(303.15, 308.15, 313.15和318.15)K在目前的研究中。使用你的实验值和¯²,绝热压缩系数的值,一个¯¢,摩尔体积,Vm,分子间的自由长度、低频,声阻抗,Z,计算。根据这些参数和结果从红外光谱,分子间相互作用的估计(12]。

实验的程序

准备工作所需的比例的混合物的连续变异的方法是使用。混合物被保存在well-stoppard锥形烧瓶。混合液体彻底后,让他们达到热平衡烧瓶原状。

超声波速度是衡量使用单晶超声脉冲回波干涉仪(印度米塔尔企业;模型:f - 80 - x)。超声波速度的测量是在一个固定的频率3兆赫。它由一个高频发生器和一个测量单元。通过测量速度carbontetrachloride和苯校准的设备。结果是在良好的协议与文献报道13]。超声波速度的测量的精度保持ms-1±0.5。通过循环水细胞周围的液体恒温控制的恒温水浴的精度±0.01 k温度控制。

用比重瓶的精度±0.5%纯液体和液体混合物的密度测量。平均4 - 5为每个样本进行测量。电子天平(日本岛津公司AUY220、日本),精度为±0.1毫克是用于质量测量。

理论

超声波速度和密度试验数据的各种热声学参数计算使用标准方程下面提到。

绝热压缩

(1)

摩尔体积

(2)

其中M₁和M₂的分子量组成组件。

分子间的自由长度

(3)

在KT是依赖于温度的恒定(14]。

声阻抗

(4)

结果和讨论

超声波速度的实验值(u)和密度(¯²)+ 1-Butanol苯胺混合物的整个组成范围和温度T =(303.15, 308.15, 313.15和318.15)K表1中给出。绝热压缩系数的计算值(β),摩尔体积(V_米分子自由长度(L),国米_f)、声阻抗(Z)在不同的温度下提出了表2和3。二元混合物的红外光谱显示了五个不同的摩尔分数数字1到5。从表1可以看出随着摩尔分数的增加超声波速度降低温度,减少速度建议苯胺和1-butanol之间的弱分子间相互作用。

从表2可以看出绝热压缩1-butanol浓度增加而增大。它主要是压缩系数与分子结构变化导致超声波速度的变化。液体混合物中β的变化表明,混合和有一个明确的收缩变化可能是由于复杂的形成。这清楚地表明,有一些重要的混合物的分子之间的相互作用进行研究。它是观察到的相同的表与摩尔分数摩尔体积的变化。摩尔体积随温度上升在目前的研究中,从这一事实可能会造成热能有助于增加分子液体混合物的分离导致摩尔体积的增加(Vm)和温度的增加。它也观察到,绝热压缩系数值和摩尔体积随温度增加在一个特定的摩尔分数。

压缩系数的增加使分子产生很大的距离为分子间自由长度的增加在表3。分子间的自由长度是一个主要因素在确定超声波速度的变化。如果增加u减少,反之亦然(15]。作为声波的传播媒介,有变异的粒子,粒子的压力。声阻抗是由惯性和弹性介质的属性。在目前的系统中,可以看出这些值与1-butanol浓度的增加减少。这种减少的Z值进一步支持弱分子的存在苯胺和1-butanol分子之间的相互作用。

一般的红外光谱的吸收强度与偶极矩的变化发生在振动。因此,振动,产生一个大的偶极矩的变化(例如C = O拉伸)导致更强烈的吸收比那些导致偶极子相对温和的改变(例如C = C)。振动,不会导致偶极矩的变化(例如,对称炔C≡C拉伸)将显示很少或没有吸收振动。

目前的混合显示非常小的变化的强度即各自的债券。,dipole moment and hence it supports that weak interactions take place in the mixture of aniline +1-butanol.

结论

超声波速度和密度数据的各种声学参数与1-butanol苯胺混合物的303.15,308.15,313.15和318.15 K计算。这是观察到存在弱分子与分子之间的相互作用。它也支持的红外光谱。

引用

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