Поверхностное натяжение

ПОВЕРХНОСТНОЕ НАТЯЖЕНИЕ ЖИДКОСТИ

На этой странице рассмотрено предсказание поверхностного натяжения молекулярных неорганических жидкостей по единственной экспериментальной характеристике вещества - его температуре кипения

Для расчета поверхностного натяжения (мДж/м²) используется уравнение:

σ = 5.05 Т_к (1 – Т/ Т_к)^11/9/V_к^2/3,

где
T_к = Т_кип/(0.667 – 0.055 f^0.5)

V_к= 240.1 П^1.2/(Т_кип)^1/4

f = ln(T) – 1.1• ln(П) – 4

Средняя абсолютная ошибка расчета поверхностного натяжения для 40 веществ составила 5%. Максимальная погрешность составила 14 % (для НCl), причем только для трех веществ она превысила 10% (N₂O, NH₃, HCl).

Обозначения:

σ – поверхностное натяжение, мДж/м²

Т – температура расчета, К

Т_кип – нормальная температура кипения, К

V_к – критический объем, см ³/моль

Т_к– критическая температура, К

f– второй определяющий критерий термодинамического подобия

Прогнозирование проведем на примере тетрахлорида кремния SiCl₄. Определим поверхностное натяжение при Т = 292.3 К (экспериментальное значение 19.72)

Исходные данные расчета: Т_кип= 330.5 К

Парахор

Расчет начинается с определения парахора, который является коррелирующим параметром для многих свойств. Для расчета парахора по стехиометрической формуле заглядываем в табл. 8 SITE.

П(SiCl₄) = П(Si) + 4 П(Cl) – 0.338*m = 1.25 + 4*1.1 - 0.338•4 = 4.30

Определяющий критерий термодинамического подобия

Далее рассчитываем второй определяющий критерий термодинамического подобия

f = ln Ткип – 1.1 ln П – 4

f = ln Т_кип - 1.1 ln П - 4 = ln 330.5 - 1.1 ln 4.3 - 4 = 0.196

Критическая температура

T_к = Т_кип/(0.667 - 0.055 f^0.5) = 330.5/(0.667 - 0.055•0.196^0.5) = 514.0

Критический объем

V_к= 240.1 П^1.2/(Т_кип)^1/4 = 240.1*4.3^1.2/(330.5)^1/4= 324.2

Поверхностное натяжение

σ = 5.05 Т_к(1 – Т/ Т_к)^11/9/V_к^2/3 = 5.05*514.0(1-292.3/514)^11/9/324.2^2/3 = 19.68

Отклонение от экспериментального значения (19.72) = 0.3%

home