Densymetryczne i sonochemiczne badania roztworów wodnych 1,5-pentanodiolu i wybranych glikoli polietylenowych. Analiza wpływu budowy cząsteczkowej badanych substancji, składu mieszanin i temperatury na zmiany w oddziaływaniach międzycząsteczkowych.

Abstract

Praca jest poświęcona badaniom densymetrycznym i akustycznym wodnych roztworów: 1,5-pentanodiolu (1,5-PD), glikolu dietylenowego (DEG), glikolu trietylenowego (T3EG) i glikolu tetraetylenowego (T4EG). Badania przeprowadzono w całym zakresie składów mieszanin wodno – organicznych w zakresie temperatur: (278,15 – 333,15) K – gęstość i (288,15 – 318,15) K – pomiar szybkości propagacji fal ultradźwiękowych. Uzyskane eksperymentalne wartości gęstości oraz prędkości rozchodzenia się ultradźwięków w badanych układach umożliwiły obliczenie nadmiarowych molowych wielkości termodynamicznych, opisujących ich właściwości oraz pozornych i cząstkowych molowych wielkości składników mieszaniny. Ich zmiany od składu układu i jego temperatury są czułym wskaźnikiem zmian zachodzących w oddziaływaniach pomiędzy składnikami mieszaniny. Ich konsekwencją są przeobrażenia strukturalne zachodzące w układzie. Wyniki badań densymetrycznych umożliwiły obliczenie wartości następujących wielkości: Nadmiar objętości molowej, cząstkowe objętości molowe, izobaryczny współczynnik rozszerzalności cieplnej, molową izobaryczną rozszerzalność cieplną. Przeanalizowano zmiany wymienionych wielkości zarówno od składu mieszaniny i temperatury, dla wszystkich układów. Przedyskutowano je w kontekście zmian w oddziaływaniach pomiędzy składnikami mieszanin i ich wpływu na stabilność i stopień upakowania tworzonej struktury. Połączenie rezultatów badań densymetrycznych i akustycznych, umożliwiło obliczenie: współczynnik , nadmiarowy współczynnik ściśliwości izentropowej, molową ściśliwość izoentropową oraz liczb hydratacji . Przeanalizowano jak, w warunkach izotermicznych, ciśnienie wpływa na zmiany wielkości takie jak: entalpia swobodna, entalpia, entropia i izobaryczna molowa pojemność cieplna. W tym celu obliczono nadmiary pochodnych wspomnianych wielkości po ciśnieniu w temperaturze 298,15 K. Opisano, w jaki sposób zastąpienie grupy metylenowej znajdującej się w pozycji γ w cząsteczce 1,5-pentanodiolu eterowym atomem tlenu, a także wydłużenie łańcucha cząsteczki o kolejne grupy oksyetylenowe, wpływa na zmianę różnic nadmiarów wybranych wielkości fizykochemicznych.