ТЕРМОДИНАМІКА КОНВЕРСІЇ ІОННИХ ПАР У СПИРТОВИХ РОЗЧИНАХ ГІДРОГЕНГАЛОГЕНІВ

Автор(и)

  • Віктор Іванович Булавін Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут», Ukraine https://orcid.org/0000-0002-3451-1613
  • Іван Миколайович В’юник Харьковский национальный университет имени В. Н. Каразина, Ukraine
  • Олександр Іванович Русінов Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут», Ukraine https://orcid.org/0000-0001-6744-1298
  • Андрій Вікторович Крамаренко Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут», Ukraine https://orcid.org/0000-0002-5479-7532

DOI:

https://doi.org/10.20998/2079-0821.2023.02.10

Ключові слова:

іонні пари, протон, конверсія, гідрогенгалогени, н-спирти, іонізація кислот

Анотація

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.

Біографії авторів

Віктор Іванович Булавін, Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут»

Кандидат хімічних наук, професор кафедри загальної та неорганічної хімії НТУ «ХПІ»

Іван Миколайович В’юник, Харьковский национальный университет имени В. Н. Каразина

Доктор хімічних наук, професор, завідувач кафедри неорганічної хімії ХНУ імені В. Н. Каразіна

Олександр Іванович Русінов, Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут»

Кандидат технічних наук, доцент кафедри загальної та неорганічної хімії НТУ «ХПІ»

Андрій Вікторович Крамаренко, Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут»

Старший викладач кафедри загальної та неорганічної хімії НТУ «ХПІ»

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.

##submission.downloads##

Опубліковано

2024-01-15