10866

10866

گسترش معادله حالت چاه‌مربعي براي مايعات يوني

كارشناسي ارشد

مهندسي شيمي ترموديناميك وسينتيك

آبان 1391

آبان 1391

دكتر فرزانه فيضي

چكيده پتانسيل چاه مربعي از اين لحاظ كه داراي مشخصه مأنوسي مانند عدد كئورديناسيون است كه داده هاي بسياري از قبيل آزمايشگاهي و شبيه سازي در مورد آن موجود است، داراي اهميت است. همچنين پتانسيل چاه مربعي به دليل سادگي مورد توجه قرار مي‌گيرد. مدل‌هايي براي تخمين عدد كئورديناسيون، و‌‌‌‌ همچنين به تبع آن معادله حالت‌هايي كه بر پايه مدل‌هاي مختلف براي عدد كئورديناسيون با استفاده از تابع تقسيم واندروالس تعميم يافته به دست آمده است، ارايه شده است.هدف از اين پايان‌نامه توسعه يك معادله حالت مناسب چاه‌مربعي به منظور بررسي رفتار سيستم‌هاي داراي خواص تجمعي است. بدين منظور در اين پروژه ابتدا معادله حالت چاه‌مربعي كه توسط حق‌طلب و مظلومي ارائه شده است، با اضافه شدن ترم تجمعي درجه اول ورتهايم براي سيالات تجمعي گسترش پيدا كرده است. معادله حالت گسترش يافته داراي پنج پارامتر است به اين صورت كه سه پارامتر آن مربوط به پتانسيل چاه‌مربعي: قطر مولكول σ، عمق چاه پتانسيل ε، و محدوده چاه λ است، و دو پارامتر ديگر مربوط به خواص تجمع مولكول‌ها: ترم انرژي تجمعي εAB و ترم حجمي تجمعي κAB است. در ادامه اين پارامترها براي سيالات تجمعي مانند الكل‌ها و آب با استفاده از داده‌هاي تجربي بهينه شده‌ است. ميانگين انحراف مطلق فشار بخار و دانسيته مايع براي الكل‌ها و آب به ترتيب كمتر از 2% و 5/3% است. همچنين از معادله حالت بهينه شده براي مدل كردن دانسيته فاز مايع مايعات يوني استفاده شده است. با توجه به اينكه در دهه‌هاي اخير توجه زيادي به مايعات يوني شده است، به عنوان مثال، به دليل فشار بخار پايين مايعات يوني و همچنين حفظ ساختار تا دما‌هاي بالا، در بازيافت حلال در فرآيند‌هاي جداسازي و استخراجي كاربرد دارند. مايعات يوني را به عنوان حلال‌هاي "سبز" به معني سازگار با محيط زيست مي‌شناسند. ملكول اين مايعات از يك آنيون و يك كاتيون تشكيل شده و مي‌توان دو سايت تجمعي روي آن‌ها در نظر گرفت. انحراف مطلق ميانگين دانسيته مايع براي سه خانواده از مايعات يوني شامل [Cnmim][BF4]، [Cnmim][PF6] و [Cnmim][Tf2N] مورد بررسي كمتر از 4/0% است. و در پايان با بررسي حلاليت گاز دي اكسيد كربن در اين مايعات يوني، با استفاده از معادله حالت گسترش يافته چاه‌مربعي، نتايج خوبي به دست آمده است. كلمات كليدي: پتانسيل چاه مربعي، سيال تجمعي، مايعات يوني ،معادله حالت چاه مربعي، حلاليت