|
本文拟结合准静态过程假说,模拟25℃时甲醇(AR)与乙醇(AR)混合溶液的表面张力,供参考.
25℃时,甲醇(AR)与乙醇(AR)的相关热力学性质参见如下表1所示:
表1. 25℃时,甲醇(AR)与乙醇(AR)的相关热力学性质
1. 表面张力模拟原理
甲醇与乙醇混合体系属于紧邻同系混合物,可近似视为理想液态混合物,混合过程:
ΔmixV=0 (1)
式(1)显示,甲醇与乙醇混合前后V甲醇、V乙醇保持恒定.
对于均相纯组分体系,准静态过程假说认为:
(2)
式(2)中“G”代表甲醇或乙醇的吉布斯能;“μ”代表甲醇或乙醇的的化学势;“n”代表甲醇或乙醇的
物质的量;“γ”代表甲醇、乙醇混合液的表面张力;“As”代表甲醇、乙醇混合液的表面积.
设100ml甲醇、乙醇的混合液用直径为28mm的圆柱形容器盛装,则:
As=2πr2+2πrh (3)
h=100ml/πr2 (4)
式(3)、(4)中“r”代表圆柱形容器的半径,r=28mm/2=14mm;“h”代表容器内盛装混合液的高
度, 则:
h=100cm3/[3.14×(1.4cm)2]=16.25cm (5)
As=2×3.14×(1.4cm)2+2×3.14×1.4cm×16.25cm=1.5518×10-2m2 (6)
结合式(2)及(6)可得:
(7)
式(7)即为甲醇/乙醇混合液表面张力的模拟公式.
甲醇/乙醇混合液配制时的体积比参见如下表2所示:
表2. 25℃时甲醇/乙醇混合液配制时的体积比
2. 甲醇/乙醇混合液表面张力的模拟结果
甲醇/乙醇混合液表面张力模拟结果参见如下表3及表4所示:
表3. 25℃时甲醇/乙醇混合液表面张力模拟结果1
表4. 25℃时甲醇/乙醇混合液表面张力模拟结果2
备注:由于用表面张力换算出μi*,理想液态混合物中任意组分化学势计算公式“μi=μi*+RT·lnxi”,需做特殊处理.
3. 结论
⑴对于均相纯组分体系,G=μ·n=γ·As;
⑵对于甲醇/乙醇理想液态混合物体系,溶液表面张力可用下式模拟:
Archiver|手机版|科学网 ( 京ICP备07017567号-12 )
GMT+8, 2024-11-22 15:02
Powered by ScienceNet.cn
Copyright © 2007- 中国科学报社