Самодиффузия и молекулярная ассоциация в бинарной системе циклогексан – метанол при температурах 298 и 323 К

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

Представлены результаты исследования самодиффузии в бинарной системе циклогексан – метанол методом спинового эха 1H ЯМР с импульсным градиентом магнитного поля при температурах 298 К (в области ограниченной смешиваемости) и 323 К (во всем составе смешанного растворителя). Согласно полученным данным, концентрационные зависимости коэффициентов самодиффузии циклогексана увеличиваются с ростом концентрации метанола. Однако концентрационные зависимости коэффициентов самодиффузии метанола имеют минимумы. Вместе с тем, согласно данным спектроскопии 1H ЯМР, наблюдается уменьшение величины химического сдвига протонов OH-группы в молекуле метанола с ростом концентрации циклогексана и температуры, что указывает на уменьшение степени самоассоциации метанола в системе. В рамках уравнения Стокса – Эйнштейна проведена оценка степени влияния молекулярной ассоциации на самодиффузию метанола в бинарной системе. Показано, что концентрационные зависимости относительного эффективного гидродинамического радиуса метанола имеют максимумы.

Full Text

Restricted Access

About the authors

В. А. Голубев

Институт химии растворов им. Г.А. Крестова РАН

Author for correspondence.
Email: vag@isc-ras.ru
Russian Federation, Иваново

References

  1. Price W.S. NMR Studies of Translational Motion: Principles and Applications. Cambridge University Press: Cambridge, 2009. 393 p.
  2. Weingärtner H., Holz M. // Annu. Rep. Prog. Chem., Sect. C. 2002. V. 98. P. 121.
  3. Poling B.E., Prausnitz J.M., O’Connell J.P. The properties of gases and liquids. Fifth edition. McGRAW-HILL, 2001.
  4. Waldeck A.R., Kuchel P.W., Lennon A.J., Chapman B.E. // Prog. NMR Spectrosc. 1997. V. 30. P. 39.
  5. Blokhina S.V., Volkova T.V., Golubev V.A. et al. // Mol. Pharm. 2017. V. 14. P. 3381.
  6. Wolff L., Jamali S.H., Becker T.M. et al. // Ind. Eng. Chem. Res. 2018. V. 57. P. 14784.
  7. Prigogine I. The Molecular Theory of Solutions. North-Holland Publishing Company, Amsterdam, 1957.
  8. Golubev V.A., Gurina D.L., Kumeev R.S. // Russ. J. Phys. Chem. A. 2018. V. 92. P. 75.
  9. Gurina D.L., Golubev V.A. // Res. Chem. 2022. V. 4. 100673.
  10. Golubev V.A., Kumeev R.S., Gurina D.L. et al. // J. Mol. Liq. 2017. V. 241. P. 922.
  11. Golubev V.A. // J. Mol. Liq. 2018. V. 264. P. 314.
  12. Golubev V.A., Gurina D.L. // J. Mol. Liq. 2019. V. 283. P. 1.
  13. Golubev V.A., Gurina D.L. // Rus. J. Phys. Chem. A. 2019. V. 93. P. 447.
  14. Голубев В.А., Гурина Д.Л. // Журн. физ. химии. 2023. Т. 97. С. 247.
  15. Miyano Y., Hayduk W. // J. Chem. Eng. Data. 1993. V. 38. P. 277.
  16. Waldner P., Gamsjager H. // J. Solution Chem. 2000. V. 29. P. 505.
  17. Matsuda H., Ochi K., Kojima K. // J. Chem. Eng. Data. 2003. V. 48. P. 184.
  18. Ballaro’ S., Maisano G., Migliardo P., Wanderlingh F. // Phys. Rev. A. 1972. V. 6. P. 1633.
  19. Behrends R., Kaatze U., Schach M. // J. Chem. Phys. 2003. V. 119. P. 7957.
  20. Berg R.F., Moldover M.R. // J. Chem. Phys. 1988. V. 89. P. 3694.
  21. Brunet J., Gubbins K.E. // Trans. Faraday Soc. 1969. V. 65. P. 1255.
  22. Campbell A.N., Anand S.C. // Canadian J. Chem. 1972. V. 50. P. 1109.
  23. El Hammami N., Bouanz M., Toumi A. // Fluid Phase Equilibria. 2014. V. 384. P. 25.
  24. Berg R.F., Moldover M.R. // Intern. J. of Thermophysics. 1986. V. 7. P. 675.
  25. Kratochwill A. // Zeitschrift für Physikalische Chemie. 1980. V. 120. P. 165.
  26. Story M.J., Turner J.C.R. // Trans. Faraday Soc. 1969. V. 65. P. 1523.
  27. Janzen T., Zhang S., Mialdun A. et al. // Phys. Chem. Chem. Phys. 2017. V. 19. P. 31856.
  28. Guevara-Carrion G., Janzen T., Muñoz-Muñoz Y.M. et al. // J. Chem. Phys. 2016. V. 144. P. 124501.
  29. Lapeira E., Gebhardt M., Triller T. et al. // J. Chem. Phys. 2017. V. 146. 094507.
  30. Janzen T., Vrabec J. // Ind. Eng. Chem. Res. 2018. V. 57. P. 16508.
  31. Eslamian M., Saghir M.Z. // J. Non-Equilibrium Thermodynamics. 2012. V. 37. P. 329.
  32. El Hammami N., Bouanz M., Toumi A. // Indian J. Pure and Applied Phys. 2018. V. 56. P. 461.
  33. Tominaga T., Tenma S., Watanabe H. // J. Chem. Soc., Faraday Trans. 1996. V. 92. P. 1863.
  34. Cebe M., Kaltenmeier D., Hertz H.G. // J. Chim. Phys. 1984. V. 81. P. 7.
  35. Holz M., Weingartner H. // J. Magnetic Res. 1991. V. 92. P. 115.
  36. Bellaire D., Kiepfer H., Münnemann K., Hasse H. // J. Chem. Eng. Data. 2020. V. 65. P. 793.
  37. Kamei Y., Oishi Y. // Bull. Chem. Soc. Japan. 1972. V. 45. P. 2437.
  38. Sarolea-Mathot L. // Trans. Faraday Soc. 1953. V. 49. P. 8.
  39. Durov V.A., Shilov I.Yu. // J. Mol. Liq. 2001. V. 92. P. 165.
  40. Durov V.A., Tereshin O.G., Shilov I.Yu. // J. Mol. Liq. 2004. V. 110. P. 69.
  41. Macchioni A., Ciancaleoni G., Zuccaccia C., Zuccaccia D. // Chem. Soc. Rev. 2008. V. 37. P. 479.
  42. Czeslik C., Jonas J. // Chem. Phys. Letters. 1999. V. 302. P. 633.
  43. Cabrita E.J., Berger S. // Magn. Reson. Chem. 2001. V. 39. P. 142.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Fig. 1. Concentration dependences of self-diffusion coefficients of components in the methanol– cyclohexane binary system at temperatures of 298, 323 and 333 K (mole fraction of cyclohexane).

Download (119KB)
Indexing metadata
3. Fig. 2. Concentration dependences of self-diffusion coefficients of components in binary systems methanol – cyclohexane at temperatures of 298 and 323 K and methanol – carbon tetrachloride at temperatures of 298 K; – molar fraction of cyclohexane or carbon tetrachloride.

Download (103KB)
Indexing metadata
4. Fig. 3. Concentration dependences of chemical shifts of protons of the OH group of methanol and protons in the cyclohexane molecule relative to the CH3 group of methanol at temperatures of 298 and 323 K; – the mole fraction of cyclohexane.

Download (83KB)
Indexing metadata
5. Fig. 4. Concentration dependences of the relative effective hydrodynamic radius of methanol in the methanol -cyclohexane binary system at temperatures of 298, 323 and 333 K; – mole fraction of cyclohexane.

Download (76KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2024 Russian Academy of Sciences