ИСТИНА |
Войти в систему Регистрация |
|
ИПМех РАН |
||
Система чувствует расслаивание и по концентрации и по температуре задолго до истинного расслаивания системы. Объяснение этого свойства является одной из фундаментальных задач физикохимии жидкофазных систем. Исследованию предкритического состояния двухкомпонентных неэлектролитных систем на основе диолов и аминоспиртов, как модельных систем, посвящена данная работа. Предкритическое состояние характеризуется микрогетерогеностью системы, связанной, в частности, с упругими свойствами жидкости [И.З.Фишер «Статистическая теория жидкостей» М. изд-во физ.-мат.лит. 1961. c.280]. Наиболее ярко это прослеживается в неэлектролитных системах на основе растворителей с пространственной сеткой водородных связей. К таким растворителям относятся, в частности, вода, диолы и аминоспирты. Ранее в водных растворах неэлекролитов, молекулы которых обладают значительной гидрофобностью, например, трет-бутанола и тетраметилмоевины, были обнаружены предкритические явления, не приводящие к истинному расслаиванию ни при изменении концентрации, ни при изменении температуры. Это явление было объяснено существованием «недостижимой» критической точки расслаивания в неэлектролитных системах на основе пространственной сетки водородных связей воды [М.Н.Родникова, Л.В.Ланшина, И.А.Чабан // Докл. АН СССР 1990.Т.315.С.148; И.А.Чабан, М.Н.Родникова, В.В.Жакова // Биофизика 1996.Т.66.№1. С.204; И.А.Чабан, М.Н.Родникова // Журн. физ.химии 2008]. Предкритическое состояние было обнаружено и в этиленгликолевых растворах трет-бутанола и тетраметилмочевины, хотя критическая точка расслаивания при комнатных температурах достигнута не была. Фазовые же диаграммы этих систем при пониженных температурах показали жидкофазное расслаивание в интервале концентраций, чуть больших, чем обнаруженные предкритические явления [M.N.Rodnikova // Acta Chim.Slov.2009. V.56. P.215]. Представляло интерес исследовать растворы неэлектролитов, молекулы которых обладают значительной сольвофобностью, в растворителях с пространственной сеткой водородных связей – диолах и аминоспиртах, в широком интервале температур и концентраций, чтобы выявить особенности предкритического состояния этих систем, сравнить полученные результаты с данными аналогичных водных систем и показать роль предкритического состояния в существовании достижимой или «недостижимой» точки расслаивания. Данная работа важна с точки зрения фундаментальной науки – модели предкритического состояния, определяющего процесс расслаивания. Системы на основе диолов и аминоспиртов широко применяются в химии и химической технологии. В последнее время они находят широкое применение в криобиологии, как криопротекторы, как среда, сохраняющая биообъекты при низких температурах [Baudot A., Cacela C., Duarte M.L., Fausto R. // Cryobiology 2002. V.44. P.150].
В первый год методом ДСК будут исследованы фазовые диаграммы неэлектролитных этиленгликолевых систем с целью обнаружения жидкофазного расслаивания. Эти же системы будут исследованы методом динамического рассеяния света для обнаружения предкритического состояния систем при комнатных температурах. В области найденного предкритического состояния будет измерена теплоемкость систем в широком температурном интервале.
У коллектива есть достаточно большой научный задел. Обратив внимание на аномальные малоконцентрационные максимумы интенсивности рассеянного света в водных растворах неэлектролитов (максимумы Вукса), и увидев их корреляцию с гидрофобными эффектами молекул неэлектролитов, имеющими место на фоне пространственной сетки Н-связей воды, мы занялись исследованием природы этих максимумов [М.Н.Родникова, Л.В.Ланшина в сб. «Молекулярная физика и биофизика водных систем». Л.ЛГУ.1990.№8.С.42]. В концентрационной области аномальных максимумов (вместе с Л.В.Ланшиной и И.А.Чабан) удалось выявить ряд явлений, имеющих сходство с явлениями в окрестности критической точки расслаивания [М.Н.Родникова, Л.В.Ланшина, И.А.Чабан // Докл. АН СССР 1990.Т.315.С.148; И.А.Чабан, М.Н.Родникова, В.В.Жакова // Биофизика 1996.Т.41.№2.С.293; И.А.Чабан, М.Н.Родникова // Журн.физ.химии 2008.Т.82.№12.С.2244]. Так как мы всегда занимались и занимаемся исследованиями особенностей растворителей с пространственной сеткой водородных связей, то подобные исследования мы стали проводить с неэлектролитными растворами и в других растворителях, обладающих пространственной сеткой Н-связей [ В этиленгликолевых растворах трет-бутанола и тетраметилмочевины при комнатных температурах нами были обнаружены предкритические явления, хотя критическая точка расслаивания при этих температурах достигнута не была. Фазовые диаграммы этих систем при пониженных температурах показали истинное расслаивание в этих системах в интервале концентраций, чуть больших, чем обнаруженные предкритические явления В настоящей работе, расширив методы и условия исследования, мы надеемся показать, почему система чувствует расслаивание и по концентрации и по температуре задолго до истинного расслаивания системы, что подтверждает флуктуационную теорию критических явлений в жидкостях .
грант РФФИ |
# | Сроки | Название |
1 | 12 ноября 2016 г.-31 декабря 2016 г. | Особенности предкритического состояния жидких неэлектролитных систем на основе диолов и аминоспиртов |
Результаты этапа: |
Для прикрепления результата сначала выберете тип результата (статьи, книги, ...). После чего введите несколько символов в поле поиска прикрепляемого результата, затем выберете один из предложенных и нажмите кнопку "Добавить".