ТЕРМОДИНАМІКА КОНВЕРСІЇ ІОННИХ ПАР У СПИРТОВИХ РОЗЧИНАХ ГІДРОГЕНГАЛОГЕНІВ
DOI:
https://doi.org/10.20998/2079-0821.2023.02.10Ключові слова:
іонні пари, протон, конверсія, гідрогенгалогени, н-спирти, іонізація кислотАнотація
Проведено розрахунок термодинамічних характеристик дисоціації контактних і розділених розчинником іонних пар на іони, конверсії контактних іонних пар у розділені розчинником іонні пари іоногенів HCl, HBr і НІ у н-спиртах від метилового до н-октилового за методикою, викладеною нами раніше для систем HCl – н-спирт у тих самих розчинниках при тих же температурах. У роботі встановлено такі закономірності: а) позитивні значення зміни енергії Гіббса дисоціації (ΔдисG° ) контактних і розділених розчинником іонних пар зростають у разі збільшення температури, числа атомів карбону в молекулі н-спирту, зменшення радіуса галогенід-іону, а їхній знак і величина визначаються ентропійною складовою (–ТΔдисS°). При цьому значення ΔдисG° контактних іонних пар перевищують ті самі величини для розділених розчинником іонних пар; б) значення зміни енергії Гіббса конверсії (ΔконвG°) для вивчених іоногенів HCl , HBr і НІ також позитивні, за винятком величин ΔконвG° іоногенів у метанолі і розчинів HBr в етанолі. У цих випадках величини ΔдисG° для розділених розчинником іонних пар перевищують ті ж самі значення для контактних іонних пар, а значення ΔконвG° – негативні. Зі зростанням температури та радіусу галогенід-іону ΔконвG° стають більш від’ємними, а зі зростанням вуглеводневого радикалу – навпаки; в) концентрація контактних іонних пар зростає в ряді метанол – н-октанол для всіх іоногенів, незначно зменшується зі збільшенням температури й радіуса аніона та змінюється в межах від ~30 % (метанол) до ~95 % (н-октанол). У метанолі переважають розділені розчинником іонні пари, у спиртах від н-пропілового до н-октилового переважають контактні іонні пари, тобто відбувається деконверсія іонних пар.
Посилання
Булавин В.И., Вьюнник И.Н. //Укр. хим. журн. – 2005. – Том 71. – № 2. – С. 84–89.
Измайлов Н.А. Электрохимия растворов. Изд. 3-е, испр., М.: Химия, 1976.- 488 с.
Bulavin V.I., Vyunnik I.N, Kramarenko A.V., Rusinov A.I. Thermodynamics of ion pair conversion in alcohol solutions of hydrogen chloride // Bull. Nation. Technical Un-ty “KhPI”. Series: Chemistry, Chem. Technology and Ecology. – 2022. -№ 2(8)’2022. – Р.3-10.
Bulavin V.I, Vyunnik I.N., Kramarenko A.V., Rusinov A.I. Thermodynamics of ion pair conversion in alcohol solutions of hydrogen bromide//Bulletin of the National Technical University “KhPI”. Series: Chemistry, Chemical Technology and Ecology. - № 1(7)’2023. - Р. 49-55.
Trummal A., Lipping L., Kaljurand I, Koppel I.A., Leito I. Acidity of strong acids in ater and dimethyl sulfoxide // J. Phys. Chem. A, 2016. – V. 120. - № 20. -P. 3663-3669.
Булавин В.И., Вьюнник И.Н., Береговая Н.П., Крамаренко А.В. //Вопр. химии и хим. технологии. – 2007. – № 3, с. 22–26.
Шварц М. Ионы и ионные пары в органической химии – М.: Мир, 1975.– 424 c.
Wick C.D. A comparison of sodium and hydrogen halides at the air-water interface // J. Chem. Phys. – 2017. -V. 147. - № 16. -P. 161703-8
Feng G., Chen M., Bi S., Goodwin Z.H.N., Postnikov E.B., Brilliantov N., Urbakh M., Kornyshev A.A. Free and bound states of ions in ionic liquids, conductivity, and underscreening paradox// Phys. Rev. X. – 2019. - № 2. – P. 021024-22
Sin J-S. Effect of Bjerrum pairs on the electrostatic properties of an electrolyte solution near charged surfaces: a mean-field approach // Phys. Chem. Chem. Phys., 2021. – V. 23. № 21. – P. 12296-12308.
Artemov V., Ryzhov A., Ouerdane H., Stevenson K.J. Ionization difference between weak and strong electrolytes as perturbed by conductivity spectra analysis // J. Phys. Chem. B, 2023. -V.127. - № 1. – P. 261–268.
Булавин В.И., Вьюнник И.Н. // Укр. хим. журн., – 2012. – Том 78.– № 8. – С.82–91.
Юхневич Г.В., Тараканова Е.Г., Майоров В.Д., Либрович Н.Б. //Успехи химии, – 1995. – Том 64(10). – С. 963–974
Walewski L., Forbert H., Marx D. // J. Phys. Chem. Lett., – 2011. – V. 2. – P. 3069–3074
Fulton J.L., Balasubramanian M. //J. Am. Chem. Soc. – 2010. – V. 132 – P. 12597–12604.
Юхновский И.Р., Курыляк И.И. Электролиты. К.: Наукова думка, 1988. – 168 с.
Ebeling W., Grigo M. //Ann. Phys. – 1980. – B. 37, H. 1 – S. 21–30.
Krienke H., Barthel J., Holovko M. //J. Mol. Liq., – 2000. – V. 87. – P. 191–216.
Шварц М. Анионная полимеризация. Карбанионы, живущие полимеры и процессы с переносом электрона – М.: Мир, 1971. – 642 с.
Булавин В.И. Физико-химические свойства предельных одноатомных спиртов нормального строения// Вестн. Харьк. гос. политехн. ун-та. Сб. научн. трудов. Вып.26. с.37-44. – Харьков ХГПУ, 1999
Хасаншин Т.С.: Теплофизические свойства предельных одноатомных спиртов при атмосферном давлении. –Минск.: Наука і тэхніка, 1992.-256с.
Пригожин И., Дефей Р. Химическая термодинамика – М. , Наука, 1966. – 501 с.
Булавин В.И., Вьюнник И.Н. Межионные взаимодействия в спиртовых растворах электролитов// Ж. физ. химии, 2008 . – Т.82, № 9. – С. 1681 – 1684.
V.I. Bulavin, I.N. V’yunnik, A.V. Kramarenko, V.A. Minakov Kinetic Solvation of Singly Charged Ions in Infnitely Dilute Solutions in Ethylene Glycol: Effect of Temperature// J. Solut. Chem., 2022. № 11. – Р.1334-1352.
Hills G.J., Ovenden P.J., Whitehouse D.R.//Disc. Faraday Soc., – 1965. – V. 39. – P. 207–215.
