ФАЗОВЫЕ РАВНОВЕСНЫЕ СОСТОЯНИЯ В ДВУХКОМПОНЕНТНОЙ СИСТЕМЕ ДИФЕНИЛ-н-НОНАДЕКАН
Аннотация
Рассчитана диаграмма плавкости системы дифенил–н-нонадекан с помощью уравнения Шредера и с применением методов UNIFAC и UNIFAC Dortmund. Результаты расчетов показали, что система дифенил–н-нонадекан является эвтектической. Экспериментально изученные методом дифференциального термического анализа составы, рассчитанные по указанным методам, не являются эвтектическими. Экспериментально с применением дифференциального сканирующего калориметра исследованы индивидуальные вещества и 9 составов внутри исследуемой системы. По полученным данным построена фазовая диаграмма, включающая одно однофазное поле выше кривой ликвидуса и 4 двухфазных поля – α-н-C19H40+(Ph)2, β-н-C19H40+(Ph)2, Ж+н-C19H40, Ж+(Ph)2. Преобладающая ветвь кривой ликвидуса принадлежит более тугоплавкому компоненту – дифенилу. В твердой фазе при температуре 18,7 °С отмечается полиморфное превращение α-н-C19H40 ⇆
⇆ β-н-C19H40, температура которого совпадает с литературными данными. На кривой ДТА нагрева эвтектического сплава отмечено два эндоэффекта, отвечающих полиморфному переходу н-нонадекана и плавлению эвтектики. Расчет координат эвтектики методом UNIFAC Dortmund показал наименьшее отклонение по составу эвтектического сплава от данных эксперимента. Для сплава эвтектического состава определены удельная энтальпия плавления, молярные значения энтропии и энтальпии плавления, объемная удельная энтальпия плавления и плотность для стандартных условий. Расплав эвтектического состава может быть применен в промышленности в качестве теплоносителя. Также эвтектический состав исследуемой системы дифенил–н-нонадекан может быть использован в качестве рабочего тела теплового аккумулятора.
Для цитирования:
Казакова А.И., Яковлев И.Г., Гаркушин И.К. Фазовые равновесные состояния в двухкомпонентной системе дифенил-н-нонадекан. Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2023. Т. 66. Вып. 6. С. 46-53. DOI: 10.6060/ivkkt.20236606.6733.
Литература
Chechetkin A.V., Zanemonets N.A. Heat engineering. M.: Vyssh. shk. 1986. 344 p. (in Russian).
Garkushin I.K., Kolyado A.V., Yakovlev I.G. Study of search equilibria diphenyl - n-pentadecane. Collection of articles: Chemistry and modernity. Proceedings of the III All-Russian scientific. conf. participated with RSM. Cheboksary. 2015. P. 24-27 (in Russian).
Reznitsky L.A. Reversible heat storage. M.: МGU. 1996. 91 p. (in Russian).
Yakovlev I.G., Garkushin I.K., Kolyado A.V. Phase diagrams of diphenyl ether–n-tetradecane and diphenyl–n-tetradecane systems. Russ. J. Phys. Chem. A. 2017. V. 91. N 6. P. 1146-1148 (in Russian). DOI: 10.1134/S0036024417060310.
Yakovlev I.G., Garkushin I.K., Kolyado A.V. Phase equilibrium states in the diphenyl-diphenyl ether-n-pentadecane system. Zhurn. Fizich. Khim. 2017. V. 91. N 9. P. 1491-1495 (in Russian). DOI: 10.1134/S0036024417060310.
Kagan S.Z., Chechetkin A.V. Organic high-temperature heat carriers and their application in industry. M.: gos. nauch.-tekhn. izd. khim. lit. 1951. 172 p. (in Russian).
Yakovlev I.G. Development of an organic high-temperature coolant. Collection of abstracts of the participants of the fo-rum "Science of the Future-Science of the Young". 2017. P. 292-293 (in Russian).
Pozdeev D.A. Application of low-line mass spectrometry for the analysis of complex petroleum hydrocarbon mixtures. Molodezhn. Vestn. IrGTU. 2015. N 4. P. 9 (in Russian).
Garkushin I.K., Kolyado A.V., Dorokhina E.V. Calculation and study of phase equilibria in binary systems of organic substances. Ekaterinburg: UrO RAN. 2011. 191 p.
Verdieva Z.N., Alkhasov A.B., Verdiev N.N. Phase equilibrium in system (LiF)2-Li2CO3-Li2SO4. ChemChemTech [Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol.]. 2019. V. 62. N 1. P. 20-25 (in Russian).
Christian L. Silveira, Alessandro C. Galvão, Weber S. Robazza. Modeling and parameters estimation for the solubility calculations of nicotinamide using UNIFAC and COSMO-based models. Fluid Phase Equilibria. 2021. V. 535. P. 112970. DOI: 10.1016/j.fluid.2021.112970.
Mohammad Saeed Afsharian, Aliakbar Paraj. Thermo-dynamic representation of ionic liquids phase equilibrium with PDH-ASOG and PDH-UNIFAC models. J. Molec. Liq. 2021. V. 333. P. 115926. DOI: 10.1016/j.molliq.2021.115926.
Débora Costa do Nascimento, Natália Daniele Dorighello Carareto, Antonio Marinho Barbosa Neto. Flash point prediction with UNIFAC type models of ethylic biodiesel and binary/ternary mixtures of FAEEs. Fuel. 2020. V. 281. P. 118717. DOI: 10.1016/j.fuel.2020.118717.
Fabiele Bernardi, Alessandro C. Galvão, Pedro F. Arce. Xylitol solubility in DMF + ethylene glycol or 1,2-propylene glycol: Measurement and modeling with PC-SAFT and CPA equations of state and UNIFAC activity coefficient model. Fluid Phase Equilibria. 2020. V. 519. P. 112651. DOI: 10.1016/j.fluid.2020.112651.
Nayereh Sadat Mousavi, Ascención Romero-Martínez, Luis Felipe Ramírez-Verduzco. Predicting the surface tension of mixtures of fatty acid ethyl esters and biodiesel fuels using UNIFAC activity coefficients. Fluid Phase Equilibria. 2020. V. 507. P. 112430. DOI: 10.1016/j.fluid.2019.112430.
Moshchensky Yu.V. Pribory Tekhnika Eksperimenta. 2003. V. 6. P. 143-144 (in Russian).
Yakovlev I.G., Garkushin I.K., Kolyado A.V. Phase Diagrams of the Diphenyl Oxide–n-Hexadecane System. Russ. J. Phys. Chem. A. 2020. V. 94. P. 1556-1559. DOI: 10.1134/S0036024420080336.
Morozov S.A., Yakovlev I.G., Garkushin I.K. Phase Equilibrium in the Two-Component Diphenyl-n-Tetracosan System. Russ. J. Phys. Chem. A. 2022. V. 96. N 5. P. 925-930. DOI: 10.1134/S0036024422050223.
Yakovlev I.G., Garkushin I.K., Kolyado A.V. Coefficients of Activity in Tetrachloroethylene–n-Alkane Systems. Russ. J. Phys. Chemistry A. 2021. V. 95. P. 1990-1995. DOI: 10.1134/S0036024421100307.
Hector T., Uhlig L., Gmehling J. Prediction of different thermodynamic properties for systems of alcohols and sulfate-based anion Ionic Liquids using modified UNIFAC. Fluid Phase Equilibria. 2013. V. 338. P. 135-140. DOI: 10.1016/j.fluid.2012.11.003.
Vyazovkin S., Chrissafis K., Di Lorenzo M.L., Koga N., Pijolat M., Roduit B., Sbirrazzuoli N., Suñol J.J. ICTAC Kinetics Committee recommendations for collecting experimental thermal analysis data for kinetic computations. Therm. Acta. 2014. V. 590. P. 1. DOI: 10.1016/j.tca.2014.05.036.
Song Z. Computer‐aided design of ionic liquids as solvents for extractive desulfurization. AIChE J. 2018. V. 64. N 3. P. 1013-1025. DOI: 10.1002/aic.15994.
Santiago R.S., Santos G.R., Aznar M. Liquid–liquid equi-librium in ternary ionic liquid systems by UNIFAC: New volume, surface area and interaction parameters. Part I. Fluid Phase Equilibria. 2010. V. 295. N 1. P. 93-97. DOI: 10.1016/j.fluid.2010.04.001.
Hector T., Gmehling J. Present status of the modified UNIFAC model for the prediction of phase equilibria and excess enthalpies for systems with ionic liquids. Fluid Phase Equilibria. 2014. V. 371. P. 82-92. DOI: 10.1016/j.fluid.2014.03.006.
Constantinescu D., Gmehling J. Further development of modified UNIFAC (Dortmund): revision and extension 6. J. Chem. Eng. Data. 2016. V. 61. N 8. P. 2738-2748. DOI: 10.1021/acs.jced.6b00136.
Weidlich U., Gmehling J. UNIFAC model. 1. Prediction of VLE, HE, and gamma-infinity. Ind. Eng. Chem. Res. 1987. V. 26. P. 1372-1381. DOI: 10.1021/ie00067a018.
