مارکت فایل

پروژه مطالعه ترمودینامیکی مخلوط دوتایی الکترولیتی

فهرست مطالب

چکیده
مقدمه
بخش اول – مبانی نظری
نیروهای بین ذره ای
1-1-1 برهم کنش های بلندبرد
1-1-2      برهم کنشهای کوتاه برد
1-2 محلولها و روابط ترمودینامیکی آنها
1-2-1 محلول ایده آل
1-2-2 روابط ترمودینامیکی محلولهای ایده آل
1-2-3- محلولهای با قاعده
1-2-4 محلولهای غیر ایده آل
1-2-5    ترمودینامیک محلولهای غیر ایده آل
1-2-5-1 پتانسیل شیمیایی حلال، فعالیت حلال و ضریب اسمزی در محلولهای غیر ایده آل
1-2-6 معادله گیبس – دوهم برای محلولهای الکترولیت دوجزئی و رابطه بین ضریب فعالیت و ضریب اسمزی
1-3    مدل های توصیف کننده محلولهای الکترولیتی
1-3-5    مدل دبای- هوکل
1-3-2- 1 پتانسیل در همسایگی یک یون
1-3-1-1- ایرادات نظریه دبای هوکل
1-3-2 مدل گوگنهایم
1-3-3 مدل مایزنر وکوزیک
1-3-4 مدل هیدراسیون استوکس و رابینسون
1-3-5 مدل براملی
1-3-6 مدل برهم کنش یونی پیتزر
1-3-6-1 معادلات پیترز برای محلول الکترولیتی یک جزئی
1-3-6-2  معادلات پیترز برای مخلوط های دو جزئی الکترولیت های 11
1-4- روشهای تجربی اندازه گیری ضرایب فعالیت
1-4-1 تنزل نقطه انجماد
1-4-2 افزایش نقطه جوش
1-4-3    تنزل فشار بخار
1-4-3-الف – روش استاتیک
1-4-3- ب  روش دینامیکی
1-4-4- روش ایزوپیستیک یا تعادل فشار بخار
1-4-5- روش رطوبت سنجی
1-4-6  روش حلالیت و نفوذ
1-4-7  روش هدایت سنجی
1-4-8  روشهای الکتروشیمیایی
1-4-8-1 استفاده از مدل برهم کنش یونی پیترز با استفاده از روش الکتروشیمیایی
بخش دوم – بخش تجربی
2-1 تجهیزات دستگاهی
2-2 مواد شیمیایی
2-3 تهیه محلولها
2-3-1- تهیه محلول غلیظ لیتیم کلرید با غلظت تقریبی
2-3-2  تهیه محلولهای اولیه غلیظ دوجزئی NaCl + LiCl با نسبتهای مولی مختلف(r =m1/m2)
2-3-2-1- تهیه محلول غلیظ اولیه دو جزئی NaCl + LiCl با نسبت مدلی (r=100)
2-4  روش پتانسیومتری با استفاده از الکترودیون گزین (سلول الکتروشیمیای بدون اتصال مایع)
2-5 روش افزایش استاندارد
2-6 تعیین ضرایب میانگین فعالیت بروش پتانسیومتری
2-6-1- جمع آوری داده های تجربی
2-6-2 کنترل کیفیت پاسخ دهی الکترودها
2-6-3  تعیین شیب نرنستی و همزمان دو الکترود در سلول بدون اتصال مایع (شیب وثابت سل)
2-6-4 روش تعیین پارامترهای برهم کنش یونی مخلوط دو جزئی الکترولیت 1 1(NaCl + LiCl)با نسبتهای مدلی مختلف
2-6-4-1     تعیین ضریب انتخابگری پتانسیومتری الکترود Na+ نسبت به یون Li+ (k12)
2-6-4-2    روش تعیین ضرایب میانگین فعالیت
2-6-4-3   تعیین پارامترهای در سیستم محلول یک جزیی NaCl
2-6-4-4  تعیین پارامترهای برهم کنش یونی مخلوط دو جزئی NaCl+LiCl با نسبت های مولی مختلف
2-7- نتیجه گیری
جداول و نمودارها
منابع

مقدمه

کمتر کسی است که از اهمیت محلولها غافل باشد تمام مواد برای اینکه جذب بدن شوند باید بصورت محلول درآیند تا بتوانند از غشاء سلول عبور نمایند. همچنین طبیعت اطراف ما براساس انحلال و عدم انحلال مواد شکل گرفته است .

تاریخ گسترده شیمی بر اهمیت فوق العاده پدیده حلالیت گواهی می دهد . طبیعت اسرار آمیز محلولها، فلاسفه با ستان را به تفکر واداشت کیمیاگران قرون وسطی در جستجوی طلا و زندگانی ابدی بودند از اینرو علاقمند به تهیه آب حیات و حلال جهانی[1] بودند.

با گذشت زمان و با افزایش علم بشر، علوم و اعتقادات خرافه ای جای خود را به دانش منطقی و بر مبنای واقعیت داد . اما با این وجود با توسعه علم شیمی از اهمیت موضوع کم نشد و شیمیدانان همیشه و در همه جا با مسائل مربوط به حلالیت مواجه می شوند. آنها از تفاوت حلالیت مواد، در فرآیندهای جداسازی و خالص سازی بهره می گیرند و روشهای تجریه ای آنها تقریبا به طور کامل بر ان استوار است. اغلب واکنشهای شیمیایی در فاز محلول انجام می شود و تحت تاثیر حلالیت اجزاء درون محلول قرار دارد. نیروهای جاذبه و دافعه ای که حلالیت یک گونه در فاز مایع یا جامد را تعیین می کنند هر نوع تعادل فازی بین دو یا چند جزء را کنترل می کنند . محلولهای الکترولیت بدلیل اهمیتی که دارند توجه شیمدانان را به خود معطوف داشته اند .

چکیده

در این رساله ، مطالعه ترمودینامیکی مخلوط دوتایی الکترولیتیNaCl(m₁)+LiCl(m₂)  در محیط آبی و در محدوده غلظتی 0?01 مول بر کیلوگرم تا حدود محلول های الکترولیتی اشباع شده ، بوسیله روش پتانسیومتری در دمای^oC  25 مورد بررسی قرار گرفت . انحراف از ایده آلیته برای این مخلوط دوتایی الکترولیتی با تعیین ضرایب میانگین فعالیت  NaCl(m₁)در یک سل گالوانی بدون اتصال مایع و با استفاده از یک الکترود یون گزین آمونیوم (Na⁺ ISE) با غشاء پلیمری حاوی آیونوفور سدیم  )( بهمراه یک الکترودAg/AgCl  مورد بررسی قرار گرفت. این بررسی با مدل سازی این سیستم الکترولیتی بر اساس مدل نیمه تجربی برهمکنش یونی Pitzer، با جمع آوری و ثبت رایانه ای داده های پتانسیومتری برای چهار سری مخلوط الکترولیتی این نمک ها (با کسر های مولالی : , 10, 50, 100 1r =m₁/m₂ =) در در قدرت های یونی یکسان  الکترولیتی  قدرت های یونی یکسان انجام گرفت.  بدین ترتیب با تطابق داده های پتانسیومتری و مدل نظری و با استفاده از روش نموداری Pitzer و همچنین با بهره گیری از روش محاسباتی تکرار، پارامترهای مختلف مربوط به ضرایب ویریال ببرای هر سی باشد.بوط به رقت های بالاتر ، د ، نتایج حاصله و روش ارائه شده با در نظر گرفتن گزینش پذیری این نوع الکترود ها وسررای برهمکنش های یونی دوتایی و سه تایی (,  و) برای نمک خالص NaCl و بویژه پارامترهای مختلف مخلوط الکترولیتی مورد نظر برای بر همکنش های یونی دوتایی (θ_Na,Li) و سه تایی )  (Ψ_Na,Li,Clبدست آمد. نتایج پتانسیومتری بدست آمده به خوبی با نتایج مشابه محاسباتی که براساس روش های فشار بخار (توسط Pitzer و همکاران) و نتایج حاصله از روش رطوبت سنجی (که توسط   Guendouziو همکاران) گزارش شده است ، توافق دارد. با توجه به این نکته که استفاده از این نوع الکترودها برای مطالعه تجربی چنین سیستم های حاوی مخلوط الکترولیتی فقط در این آزمایشگاه انجام گرفته است ، نتایج حاصله و روش الکتروشیمیایی ارائه شده با این نوع الکترود ها در بررسی ترمودینامیکی چنین مخلوط های الکترولیتی که دارای مزایایی چون سرعت اندازه گیری بالا و امکان دستیابی به نتایج مربوط به رقت های زیادتر را دربرمیگیرد ، میتواند بعنوان یک روش قابل توجه در بررسی ترمودینامیکی مخلوط های الکترولیتی قلمداد گردد..