Eksperimentalno određivanje volumetrijskih i stukturnih svojstava i modelovanje smeša nezasićenih organskih jedinjenja
Experimental measurements of volumetric and structural properties and modelling mixtures of unsaturated organic compounds
Doktorand
Zarić, Milana M.Mentor
Kijevčanin, Mirjana Lj.Članovi komisije
Kijevčanin, Mirjana Lj.Bugarski, Branko
Radović, Ivona
Medaković, Vesna
Metapodaci
Prikaz svih podataka o disertacijiSažetak
Poznavanje termodinamičkih svojstava tečnih supstanci i njihovih smeša
značajno je za optimizaciju industrijskih procesa i za projektovanje industrijskih
postrojenja. Cilj ove doktorske disertacije je upoređivanje svojstava zasićenih i
nezasićenih organskih jedinjenja, njihovih termodinamičkih karakteristika,
međumolekulskih interakcija i ponašanja u smešama. Ispitivani su zasićeni i nezasićeni
alkoholi i njihove smeše sa alkanima, jer ova jedinjenja su veoma značajna u industriji,
naročito u naftnoj industriji, industriji polimera i prehrambenoj industriji.
Eksperimentalno su izmerena termodinamička svojstava zasićenih i nezasićenih
alkohola i njihovih smeša sa alkanima i na osnovu izmerenih vrednosti određene su
dopunske veličine pri mešanju tečnosti. Urađena je FT-IR analiza ovih sistema na
osnovu koje su dobijeni podaci o intermolekulskim interakcijama, a kvantno
mehaničkim metodama su modelovane interakcije u proučavanim čistim tečnostima i
njihovim smešama.
Podaci dobijeni na osn...ovu eksperimentalnih merenja pokazuju mnoge sličnosti
smeša nezasićenih i zasićenih alkohola, ali ukazuju i na značajne razlike. Najznačajnija
razlika između dva proučavana sistema je uočena u vrednostima promene viskoznosti.
Promena viskoznosti je značajno veća za smešu zasićenih jedinjenja, dok manja
promena viskoznosti u smeši nezasićenog alkohola i alkana ukazuje na veće trenje, što
se može objasniti interakcijama dvostruke veze ili možda i specifičnom konformacijom
ovog alkohola prouzrokovanom prisustvom dvostruke veze. Poređenje FT-IR spektara
čistog nezasićenog alkohola i smeše sa alkanom ukazuju na promenu u interakcijama
dvostruke veze alkohola.
Rezultati veoma pouzdanog kvantno mehaničkog modelovanja interakcija u
model sistemima sa nezasićenim i zasićenim molekulima pokazuju da su interakcije
između molekula sa jednostrukom i dvostrukom vezom jače od interakcija između dva
molekula sa jednostrukim vezama i dva molekula sa dvostrukim vezama. Ovi rezultati
su u skladu sa eksperimentalno opaženim većim trenjem u smeši nezasićenog alkohola i
alkana. Modelovanje FT-IR spektara pokazuje da interakcija između dvostruke veze i
alkoholne –OH grupe utiče na ponašanje nezasićenog alkohola u smešama.
Eksperimentalni rezultati u ovoj doktorskoj disertaciji ukazuju na razlike u
ponašanju smeša zasićenih i nezasićenih alkohola, dok rezultati modelovanja interakcija
mogu da objasne uticaj dvostrukih veza na ponašanje smeša.
Data on the thermodynamic properties of liquid substances and their mixtures is
important for optimizing industrial processes and design of industrial plants. The goal of
this doctoral dissertation is to compare the properties of saturated and unsaturated
organic compounds, their thermodynamic characteristics, intermolecular interactions
and behavior in mixtures. Saturated and unsaturated alcohols and their mixtures with
alkanes were studied, since these compounds are very important in the industry,
especially in the petrochemical industry, the polymer industry and the food industry.
The thermodynamic properties of saturated and unsaturated alcohols and their
mixtures with alkanes were measured experimentally and, the results of measured
values were further used to determine excess and deviation properties in the mixtures.
Based on the FT-IR analysis of these systems data on intermolecular interactions were
obtained, while using quantum mechanical methods interactions of pure liquids a...nd
their mixtures were modeled.
The data obtained from experimental measurements indicate significant
similarities of mixtures of unsaturated and saturated alcohols, however, also indicate
some important differences. The most significant difference between the two studied
systems is observed in the values of viscosity deviation. The viscosity deviation is
significantly higher for the mixture of saturated compounds, while a slight change in
viscosity of the mixture of unsaturated alcohol and alkane indicates higher friction. This
can be explained by interactions of the double bond or perhaps by the specific
conformation of the alcohol caused by the presence of a double bond. Comparison of
the FT-IR spectra of pure unsaturated alcohol and mixture with alkane indicates a
change in the interaction of the double bond of alcohol.
The results of a very reliable quantum mechanical modeling of interactions in
model systems with unsaturated and saturated molecules show that the interactions
between molecules with single and double bonds are stronger than the interactions
between two molecules with single bond, and two molecules with double bonds. These
results are in accordance with experimentally observed higher friction in the mixture of
unsaturated alcohol and alkane. Modeling the FT-IR spectra indicates the effect of the
interaction between the double bond and the alcohol-OH group on the behavior of
unsaturated alcohols in the mixtures.
Experimental results in this doctoral dissertation can point out the differences in
the behavior of mixtures of saturated and unsaturated alcohols, while the results of
interaction modeling can explain the effect of double bond on behavior of mixtures.