Прогнозирование критических свойств веществ и критериев подобия
Критические (жидкость-пар) температура (Tc) и давление (Рс) являются важнейшими свойствами, которые положены в основу современных методов прогнозирования, основанных на принципе соответственных состояний. Качество сведений о критических свойствах во многом определяет результативность прогноза свойств веществ, зависящих от межмолекулярных взаимодействий.
Критическая температура и критическое давление с высокой точностью определяются экспериментально для тех веществ, которые термически стабильны при критических температурах. Для таких веществ на кафедре ТО и НХС СамГТУ А.Г.Назмутдиновым реализован метод экспериментального определения критических температур. Прецизионное определение критического объема затруднено, так как ничтожное изменение температуры и давления в критической точке влекут за собой значительные изменения объема. Несмотря на то, что экспериментальные методы совершенствуются, надежные сведения о критических свойствах веществ получены в основном только для соединений с относительно простым строением молекул. По мере увеличения сложности молекулярной структуры экспериментальных данных становится все меньше, а для многих веществ, приобретающих все больший практический интерес, такие сведения совершенно отсутствуют.
Таблица 5.1
Результаты прогнозирования критической (жидкость-пар) температуры алканов различными методами
|
Вещество |
Tb, K эксп. |
Tc, K эксп. |
(1-2χ)-D |
Tc, (расч.)- Tc, (эксп.) для методов* | ||||||
|
I |
II |
III |
IV |
V |
VI |
VII | ||||
|
Пропан |
231,10 |
370,02 |
2,1213 |
0,2 |
-0,4 |
0,7 |
-1,6 |
-21,5 |
-0,9 |
-0,4 |
|
Бутан |
272,65 |
425,18 |
2,9142 |
-0,2 |
0,2 |
0,4 |
-1,4 |
-2,1 |
-1,5 |
-0,5 |
|
Пентан |
309,22 |
469,81 |
3,7678 |
-0,4 |
-0,1 |
0,8 |
-0,4 |
6,0 |
-0,7 |
0,1 |
|
Гексан |
341,89 |
507,68 |
4,6213 |
-0,5 |
-0,6 |
0,6 |
0,0 |
8,9 |
-0,1 |
0,2 |
|
Гептан |
371,57 |
540,25 |
5,4749 |
0,0 |
-0,5 |
0,4 |
0,4 |
9,7 |
0,9 |
0,3 |
|
Октан |
398,82 |
569,37 |
6,3284 |
0,4 |
-0,2 |
-0,2 |
0,4 |
9,1 |
1,8 |
0,2 |
|
Нонан |
423,97 |
594,64 |
7,1820 |
0,6 |
-0,2 |
-1,3 |
-0,1 |
7,6 |
2,2 |
-0,4 |
|
Декан |
447,27 |
617,70 |
8,0355 |
0,9 |
0,1 |
-2,4 |
-0,6 |
6,1 |
2,6 |
-0,9 |
|
Ундекан |
469,04 |
639,00 |
8,8891 |
0,6 |
-0,2 |
-4,0 |
-1,8 |
3,9 |
2,4 |
-1,8 |
|
Додекан |
489,43 |
658,00 |
9,7426 |
0,9 |
0,1 |
-4,9 |
-2,3 |
2,2 |
2,6 |
-2,1 |
|
Тридекан |
508,58 |
675,00 |
10,596 |
1,6 |
0,8 |
-5,3 |
-2,4 |
1,0 |
3,1 |
-1,7 |
|
Тетрадекан |
526,67 |
693,00 |
11,450 |
-0,2 |
-0,9 |
-7,8 |
-4,6 |
-2,5 |
1,1 |
-3,4 |
|
Пентадекан |
543,83 |
708,00 |
12,303 |
-0,1 |
-0,8 |
-8,1 |
-4,7 |
-4,0 |
0,9 |
-2,8 |
|
Гексадекан |
559,98 |
723,00 |
13,157 |
-1,2 |
-1,9 |
-9,3 |
-5,8 |
-6,5 |
-0,5 |
-3,1 |
|
Гептадекан |
574,56 |
736,00 |
14,010 |
-2,3 |
-2,9 |
-10,0 |
-6,5 |
-7,8 |
-2,0 |
-2,8 |
|
Октадекан |
588,3 |
747,00 |
14,864 |
-2,3 |
-2,9 |
-9,2 |
-5,8 |
-7,7 |
-2,5 |
-1,0 |
|
Нонадекан |
602,34 |
755 |
15,718 |
1,1 |
0,5 |
-4,5 |
-1,2 |
-5,4 |
0,5 |
4,9 |
|
Эйкозан |
616,84 |
768 |
16,571 |
0,1 |
-0,5 |
-3,6 |
-0,6 |
-8,6 |
-0,9 |
7,0 |
|
Генейкозан |
629,65 |
778 |
17,425 |
0,1 |
-0,5 |
-1,2 |
1,5 |
-9,3 |
-1,4 |
10,7 |
|
Докозан |
641,75 |
786 |
18,278 |
1,3 |
0,7 |
3,0 |
5,3 |
-8,4 |
-0,7 |
16,3 |
|
2-Метилпентан |
333,39 |
497,50 |
4,4415 |
-0,6 |
0,1 |
2,7 |
1,7 |
-0,9 |
-2,5 |
0,9 |
|
3-Метилпентан |
336,40 |
504,40 |
4,2076 |
0,1 |
0,2 |
0,4 |
-0,7 |
-1,6 |
-4,9 |
2,3 |
|
2,3-Диметилбутан |
331,13 |
499,98 |
3,9135 |
0,7 |
-0,2 |
1,6 |
0,1 |
-12,1 |
-8,3 |
-0,5 |
|
2,2-Диметилбутан |
322,88 |
488,78 |
3,7727 |
1,3 |
0,6 |
2,7 |
3,1 |
-3,5 |
-9,4 |
0,5 |
|
2-Метилгексан |
363,20 |
530,36 |
5,2950 |
-0,2 |
0,1 |
2,5 |
2,2 |
3,1 |
-1,5 |
1,1 |
|
3-Метилгексан |
365,00 |
535,26 |
5,1068 |
-0,1 |
0,2 |
0,3 |
-0,1 |
3,2 |
-3,7 |
2,5 |
|
3-Этилпентан |
366,62 |
540,64 |
4,9147 |
-0,7 |
-0,4 |
-2,7 |
-3,1 |
-2,2 |
-6,7 |
3,4 |
|
2,3-Диметилпентан |
362,93 |
537,36 |
4,6379 |
0,9 |
0,4 |
-0,2 |
-1,0 |
-5,9 |
-8,8 |
2,0 |
|
2,4-Диметилпентан |
353,65 |
519,79 |
5,0166 |
-0,2 |
-0,3 |
3,7 |
2,9 |
-4,5 |
-4,8 |
0,8 |
|
2,2-Диметилпентан |
352,35 |
520,50 |
4,7061 |
1,1 |
1,1 |
3,4 |
4,5 |
3,7 |
-7,4 |
1,5 |
|
3,3-Диметилпентан |
359,21 |
536,41 |
4,3581 |
0,2 |
-0,1 |
-2,3 |
-1,2 |
-13,3 |
-0,3 | |
|
2,2,3-Триметилпентан |
354,02 |
531,12 |
4,1401 |
0,8 |
-0,2 |
0,1 |
0,8 |
0,1 |
-15,6 |
-0,4 |
|
2-Метилгептан |
390,78 |
559,64 |
6,1486 |
0,2 |
0,3 |
1,9 |
2,2 |
4,3 |
-0,5 |
0,9 |
|
3-Метилгептан |
392,07 |
563,67 |
5,9604 |
0,2 |
0,3 |
-0,3 |
0,0 |
4,5 |
-2,7 |
2,3 |
|
4-Метилгептан |
390,87 |
561,74 |
6,0061 |
-0,1 |
0,5 |
-0,1 |
0,2 |
6,5 |
-2,5 |
2,5 |
|
3-Этилгексан |
391,69 |
565,49 |
5,8139 |
-0,4 |
0,1 |
-0,1 |
-2,4 |
2,7 |
-5,1 |
3,7 |
|
2,3-Диметилгексан |
388,78 |
563,49 |
5,5371 |
0,8 |
0,7 |
-0,3 |
-0,4 |
-1,2 |
-7,3 |
2,2 |
|
2,4-Диметилгексан |
382,57 |
553,52 |
5,6917 |
-0,1 |
-0,4 |
0,71 |
0,6 |
-0,1 |
-6,2 |
1,9 |
|
2,5-Диметилгексан |
382,29 |
550,06 |
5,9687 |
-0,3 |
0,5 |
3,8 |
3,7 |
-1,3 |
-3,1 |
1,4 |
|
3,4-Диметилгексан |
390,91 |
568,85 |
5,2917 |
1,8 |
0,8 |
-2,5 |
-2,7 |
-2,3 |
-9,6 |
3,8 |
|
3-Этил-2-метил-пентан |
388,79 |
567,09 |
5,3375 |
-0,2 |
-0,5 |
-3,8 |
-4,0 |
-4,8 |
-10,8 |
2,5 |
|
2,3,4-Триметилпентан |
386,62 |
566,41 |
5,1334 |
0,0 |
-0,1 |
5,8 |
-2,2 |
-10,2 |
-13,3 |
0,8 |
|
2,2-Диметилгексан |
379,99 |
549,87 |
5,5597 |
1,4 |
1,1 |
2,9 |
4,7 |
6,3 |
-6,2 |
1,5 |
|
3,3-Диметилгексан |
385,12 |
562,02 |
5,2915 |
0,2 |
0,6 |
-1,8 |
-0,0 |
-1,6 |
-11,0 |
0,6 |
|
3-Метил-3-этил-пентан |
391,42 |
576,58 |
4,9710 |
-0,9 |
-0,3 |
-7,2 |
-5,4 |
-16,1 |
-16,6 |
-0,7 |
|
2,2,3-Триметилпентан |
383,00 |
563,50 |
4,8657 |
1,3 |
0,8 |
-1,6 |
-0,2 |
-1,4 |
-15,5 |
2,2 |
|
2,2,4-Триметилпентан |
372,40 |
543,96 |
5,3301 |
-0,8 |
-1,0 |
2,4 |
3,8 |
-3,6 |
-11,2 |
-0,5 |
|
2,3,3-Триметилпентан |
387,89 |
573,56 |
4,7424 |
0,2 |
-0,1 |
-4,5 |
-3,1 |
-11,6 |
-18,6 |
-0,5 |
|
2,2,3,3-Тетраметил-бутан |
379,44 |
567,80 |
4,3966 |
-1,6 |
-2,0 |
-3,7 |
-0,6 |
12,5 |
-24,9 |
-2,8 |
|
2-Метилоктан |
416,44 |
587,00 |
7,0021 |
-0,4 |
-0,5 |
0,0 |
0,9 |
3,1 |
-0,8 |
-0,4 |
|
2,6-Диметилгептан |
408,37 |
577,92 |
6,8223 |
-0,7 |
-0,1 |
2,1 |
2,6 |
-0,9 |
-3,1 |
0,2 |
|
2,2-Диметилгептан |
405,97 |
577,80 |
6,4132 |
0,6 |
0,1 |
1,0 |
3,3 |
5,6 |
-6,3 |
0,1 |
|
2,2,3-Триметилгексан |
406,76 |
588,02 |
5,7869 |
-0,8 |
-0,7 |
-3,5 |
-1,5 |
0,5 |
-15,4 |
0,6 |
|
2,2,4-Триметилгексан |
399,70 |
573,62 |
6,0019 |
0,7 |
0,4 |
0,7 |
2,7 |
14,9 |
-11,0 |
2,0 |
|
2,2,5-Триметилгексан |
397,24 |
568,02 |
6,2334 |
0,1 |
0,3 |
2,8 |
4,8 |
1,8 |
-8,8 |
0,5 |
|
2,4,4-Триметилгексан |
403,81 |
581,62 |
5,9375 |
-0,6 |
0,0 |
-1,4 |
0,6 |
-7,8 |
-13,2 |
0,0 |
|
3,3-Диэтилпентан |
419,34 |
610,03 |
5,6115 |
-2,3 |
-0,6 |
-12,2 |
-9,8 |
-23,0 |
-19,7 |
-1,3 |
|
2,2,3,3-Тетраметил-пентан |
413,44 |
607,63 |
5,0363 |
-0,5 |
0,4 |
-6,2 |
-2,4 |
0,0 |
-25,6 |
-0,7 |
|
2,2,3,4- Тетраметил-пентан |
406,18 |
592,73 |
5,4162 |
-1,5 |
-0,9 |
-4,3 |
-2,7 |
-9,5 |
-21,0 |
-0,2 |
|
2,2,4,4- Тетраметил-пентан |
395,44 |
574,72 |
5,6625 |
-2,3 |
-2,3 |
-1,8 |
4,1 |
-12,4 |
-18,1 |
-2,4 |
|
2,3,3,4- Тетраметил-пентан |
414,71 |
607,10 |
5,2138 |
-0,6 |
0,5 |
-6,3 |
-4,6 |
-17,5 |
-23,3 |
-0,4 |
|
2,2,5-Триметилгептан |
423,90 |
598,90 |
6,8987 |
-0,6 |
-0,7 |
-1,4 |
1,1 |
-0,2 |
-11,1 |
0,3 |
|
3,3,5- Триметилгептан |
428,83 |
609,60 |
6,6028 |
-0,9 |
-0,6 |
-5,1 |
-2,6 |
-7,5 |
-15,0 |
0,3 |
|
2,2,3,3-Тетраметил-гексан |
433,46 |
623,00 |
5,9594 |
0,4 |
1,8 |
-5,0 |
-0,8 |
5,5 |
-21,9 |
0,7 |
|
2,2,5,5- Тетраметил-гексан |
410,61 |
581,40 |
6,4980 |
2,7 |
2,3 |
4,0 |
8,0 |
7,3 |
-12,0 |
1,7 |
|
2,2,4,4,6,8,8-Гепта-метилнонан |
520,25 |
693,00 |
10,339 |
1,5 |
3,2 |
-4,4 |
2,6 |
-10,8 |
-21,8 |
0,5 |
|
Среднее абсолютное отклонение, % отн. |
0,13 |
0,11 |
0,51 |
0,41 |
1,09 |
1,35 |
0,29 | |||
|
Среднее абсолютное отклонение, К |
0,75 |
0,67 |
3,12 |
2,43 |
6,24 |
7,82 |
1,82 | |||
