ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Унифицированная модель ДНП Клапейрона-Клаузиуса из "Моделирование и инженерные расчеты физико химических свойств углеводородных систем" Дипольные моменты алканов как нормальных, так и разветвленных обычно очень малы. Таким образом, практически они почти неполярны. Молекулы 1-алкенов, их цис-изомеров, 1-алкинов, алкилциклоалканов и алкилбензолов характеризуются небольшим дипольным моментом и таковых углеводородов относят к слабополярным соединениям. Ассиметрией и, как следсп вие дипольным моментом, обладают обычно молекулы, состоящие из двух и более атомов различных элементов или функциональных групп. По этой причине углеводороды, содержащие гетероатомы (кислород, азот, сера и др.), практически всегда полярны. [c.24] В соответствии с современной молекулярной теорией фазовое состояние химических веществ определяется двумя противоположно действующими факторами с одной стороны, межмолекулярным взаимодействием электромагнитной природы, обусловливающем потенциальную энергию молекул, и, с другой - тепловым движением, которое определяет их кинетическую энергию. [c.24] Природа сил межмолекулярного взаимодействия ШМВ). Согласно современным представлениям о межмолекулярном взаимодействии, в молекулах веществ (в частности, углеводородов) действуют силы Ван-дер-Ваальса (трех типов) и водородные связи. [c.24] Сила индукционного взаимодействия, как и у ориентационного, обратно про1юрциональна г , поэтому оно также короткодействующее. Поскольку темперагура не влияет на поляризуемость, индукционное взаимодействие, в отличие от ориентационного, не зависит от температуры. [c.25] Лисперсионное взаимодействие. Молекулы не могут находиться в состоянии покоя даже при температуре абсолютного нуля, поэтому в процессе движения электронов в отдельные моменты времени распределение зарядов может стать несимметричным, то есть может образоваться такая конфигурация, в результазе которой молекула приобретает мгновенный дипольный момент. Эти быстро меняющиеся (виртуальные) диполи создают вокруг молекулы электрическое поле, которое индуцирует в соседних молекулах дипольные моменты. Это приводит, в свою очередь, к появлению постоянно возобновляющихся сил притяжения, что обусловливает взаимную ориентацию неполярных молекул. Следовательно, природа дисперсионного взаимодействия тоже дипольная н поэтому сила этого взаимодействия обратно пропорциональна /. Энергия дисперсионного взаимодействия также не зависит от температуры. [c.25] Водородная связь. Атом водорода в соединениях с кислородом, азотом, фтором, хлором, иногда серой и фосфором обладает способностью связывать не один, а два атома этих элементов. С одним из них водород связывается прочной химической (ковалентной) связью, а с другим - менее прочной, так называемой водородной связью. Возмомаюсть образования такой Н-связи обусловливается тем, что атом водорода содержит всего один электрон отдав свой единственный электрон для образования прочной химической связи, ядро водорода с диаметром в тысячи раз меньше диаметров остальных атомов приобретает способность подойти исключительно близко к другим атомам молекул, не вызывая при этом сил отталкивания, и вступить во взаимодействие с их электронами. Прочность Н-евязи зависит от свойств тех атомов, между которыми находится атом водорода, и обычно составляет 8-40 кДж/моль против 8 -12 кДж/моль обычной Ван-дер-Ваальсовой связи (но на порядок слабее ковалентной связи). [c.26] Состояния веществ с одинаковыми значениями приведенных параметров получило название соответственных состояний . [c.27] В соответствии с ЗСС, термодинамически подобные вещества должны описываться единым универсальным уравнением, связующим их приведенные параметры состояния. Наличие такой модели должно позволить определить неизвестное свойство по известным значениям двух других свойств. [c.28] Частным случаем общей теории термодинамического подобия ФХС веществ является двухпараметрическое приведенное уравнение Ван-дер-Ваальса (2.5). Оно качественно удовлетворительно (количественно слабо) описывает Р, V к Т свойства только неполярных веществ со сферическими молекулами, между которыми дейонуют слабые силы ММВ. В химическом мире таковых веществ значительно меньше, чем полярных. [c.28] На основе фактора ацентричности Питцером и его последователями были разработаны корреляции, позволяющие удовлетворительно адекватно прогнозировать ФХС полярных веществ, прежде всего органических. [c.28] В качестве определяющего критерия термодинамического подобия ими предложен [15] безразмерный параметр, названный фактором сложности межмолекулярного взаимодействия - v -фактором. Физический смысл i//-факгора состоит в том, что он характеризует отклонение моделируемого вещества от простого ММВ, которое реализуется в неполярных сферически-симметричных молекулах. [c.29] Ими установлено, что неполярные и слабополярные вещества имеют 1// 0,05, а умеренно и сильно полярные -- соответственно = 0,05-0,1 и if/ 0,J Авторы [15] утверждают, что ij/ - фактор по зволяег получить универсальную модель ФХС веществ с любым характером ММВ, начиная от неполярных и кончая ассоциированными жидкостями. [c.29] Применяется характеристический фактор Ватсона для некоторых корреляций при расчетах ФХС нефтяного сырья, в частности, его молекулярной массы. [c.30] Моделирование - одно из фундаментальных понятий теории информации, на которой базируется любой метод научного исследования (познания). Теория информации в свою очередь является составной частью кибернетики - науки, изучающей математическими методами способы измерения количества информации, ее передачи и переработки с целью оптимального управления [39]. [c.31] Применительно к изучению ФХС вещесгв моделирование сводится к разработке математической модели, достаточно точно (адекватно) отражающей физико-химическое состояние интересующего вещества в пределах варьирования информационных параметров. [c.31] Из множества специальных математических методов обработки информации ниже рассмотрим лишь те, которые будут использованы при моделировании физико-химических свойств наиболее важных для химической технологии углеводородного сырья, представленных в ряде справочной литературы. [c.31] Математическая формулировка задачи разработки модели ФХС этим способом сводится к следующему. [c.31] При математической обработке линейных регрессионных уравнений типа (3.2) многопараметрических моделей применяются методы мафичиой алгебры с использованием ЭВМ. [c.33] Фундаментальной основой этого уравнения является вероятностная энтропийно-информационная формула Л. Больцмана и К. Шеннона. [c.34] Вернуться к основной статье