基于单片机的化学反应焓变测量系统研究

"化学反应焓变的测定"是高等院校理工科专业教学实验中的基本内容之一。以单片机为核心,实现了对"化学反应焓变的测定"实验中反应体系的温度采集与数据输出,并对反应容器进行了设计,从而开发了用于化学反应焓变的测量系统。该系统硬件简单,成本低,准确度高,操作方便,可视性好,具有较好的实用性。     

新型尾式色氨酸四苯基卟啉铁(Ⅲ)与咪唑轴向配位反应热力学研究

研究了新型尾式色氨酸四苯基卟啉铁 ( ) [Fe( Trp- TPP) ]Cl在三氯甲烷中与咪唑 ( Im)轴向配位反应。用光度法测得了反应 ( 1 )的平衡常数 K,标准摩尔焓变ΔH m 和标准摩尔熵变ΔS m。实验结果表明 ,反应 ( 1 )是熵降低焓也降低的过程。　 Fe( Trp- TPP) Cl+ 2 Im [Fe( Trp- TPP) ( Im) 2 ]+ Cl-( 1 )     

尾式亮氨酸卟啉锌与吡啶类化合物轴配反应热力学性质研究

研究了尾式亮氨酸卟啉—— 5 -(对亮氨酸丁氧苯基 ) -1 0 ,1 5 ,2 0 -三苯基卟啉锌 ( )配合物 ( Zn[Leu-TPP]与吡啶( Py)、4 -甲基吡啶 ( 4-Me Py)、4 -醛基吡啶 ( 4-CHOPy)、4 -氨基吡啶 ( 4-Am Py)等化合物轴配反应的电子光谱 ,用紫外可见光谱法测定了轴配反应的配位数和平衡常数 ,利用温度系数法测定了体系的标准摩尔焓变△ r H0 m 和标准摩尔熵变△r S0 m。结果表明 ,Zn[Leu-TPP]与吡啶类化合物轴配反应是放热和熵降低的过程。Zn[Leu-TPP]可通过配位键和氢键与 4 -Am Py结合 ,轴配物 Zn[Leu-TPP]· ( 4-Am Py)稳定性最强     

过硫酸钠溶液吸收SO_2和NO的热力学研究

根据化学反应的热力学原理,分别计算了过硫酸钠溶液脱硫脱硝时的摩尔反应吉布斯自由能变,摩尔反应焓变,化学反应平衡常数,以及吸收平衡时SO_2和NO的分压,从而分析了反应进行的方向和限度。结果表明采用过硫酸钠溶液吸收烟气中SO_2和NO是可行的。     

棕榈酸异丙酯反应体系热力学参数的测定

为确定"两步法"合成棕榈酸异丙酯工艺过程热力学可行性,进一步提高工程应用中引用数据的可靠性,采用DSC-60差示扫描量热仪和XRY-1C氧弹量热器等分别对该反应体系中物质的定压比热容和燃烧热进行了实验测定,并通过热力学关系式计算得到有关物质的摩尔生成焓及反应焓变,为连续化工艺的设计提供了基础热力学数据。     

高氯酸钕与甘氨酸咪唑配位反应的热化学研究

采用具有恒温环境的溶解-反应量热计,以2.0mol/LHCl做溶剂,分别测定了以下反应NdCl3·6H2O(s)+4Gly(s)+Im(s)+3NaClO4(s)=[Nd(Gly)4(Im)(H2O)](ClO4)3(s)+3NaCl(s)+5H2O(1)各物质在298.15K时的溶解焓,再通过设计的热化学循环求得化学反应的标准摩尔反应焓,由以上结果和其他数据,推导出配合物[Nd(Gly)4(Im)(H2O)](ClO4)3的标准生成焓为-3456.08±0.19kJ/mol。     

氢氧化2,9,16,23-四羧基酞菁铁(Ⅲ)与咪唑类配体在有机溶剂中轴向配位反应热力学研究

用分光光度法研究了酞菁铁[Fe（Ⅲ）Pc（COOH4）OH]在二甲基亚砜（DMSO）中与咪唑类配体的轴向配位反应热力学。测得了反应（1）的平衡常数K,配位数n,标准摩尔焓变△rHn^0和标准摩尔熵变ΔrSn^0。     

微热量热法研究斯蒂芬酸在乙醇中的溶解性(英文)

用C80微热量仪测定了298.15K时斯蒂芬酸(TNR)在溶剂乙醇(EtOH)中溶解焓及热动力学行为。得到了描述该物质溶解焓(ΔsolH)的经验公式。该公式为:ΔsolH=30.108+4756.04b-616.619b1/2,并由此得到了该物质的标准摩尔溶解焓、相对表观摩尔焓、相对偏摩尔焓以及配合物的稀释焓的经验公式。溶液反应的动力学方程为:γ=-6.60613+0.5678x,由此得到了该溶解反应的速率常数及反应级数:n=0.56875;k=1.94×10-3s-1。     

反式阿魏酸标准燃烧焓的测定

采用XRY-1C氧弹热量计测定了反式阿魏酸的标准摩尔燃烧焓为-4737.6 kJ/mol,并用萘作标准物验证了仪器的可靠性,萘的标准摩尔燃烧焓的实验测定值与文献值相比其相对误差为0.11%,同时推算出反式阿魏酸的标准摩尔生成焓为-626.65 kJ/mol,为该产品的工艺开发、工程设计和工业化生产提供了相关基础数据。     

混合二甲苯系统热力学平衡组成的计算

研究混合二甲苯模型中3种组分在不同温度下的热力学平衡组成,依据状态函数特点,分别计算各平衡的标准摩尔反应熵变、标准摩尔反应焓变及标准摩尔吉布斯自由能变,进而计算平衡组成。结果表明,在该混合二甲苯理想气体模型中,反应温度由298.15 K升至1 023.15 K,混合二甲苯中3个平衡组成随着反应温度升高呈如下变化规律:间二甲苯含量y(MX)由0.599 0逐渐降至0.496 3,降幅达17.15%;邻二甲苯含量y(OX)由0.162 6逐渐升至0.275 9,升幅达69.68%;对二甲苯含量y(PX)由0.238 4缓慢升至0.242 6,而后逐渐降至0.227 7,最大值出现在423.15 K,最大降幅仅为6.14%,表明升高温度不利于提高对二甲苯的平衡组成。     

锌与精氨酸和甘氨酸混配合物的热化学

合成了一种新的锌氨基酸混配体配合物并用具有恒定温度环境反应热量计测定了配合物和反应物在 2 98.2 K条件下溶解在 2 mol/L HCl溶液中的溶解焓。由设计的热化学循环得出配合反应焓 :ΔγHθm =3 8. 0 0 k J/mol,根据热化学原理计算出配合物的标准摩尔生成焓 ΔfHθm,[Zn.Arg.Gly] SO4.4 H2 O( s) =- 3 2 6 1 .40 k J/mol     

1-丁基-3-甲基咪唑磷酸二丁酯+甲醇/乙醇+水三元工质溶液混合焓的测量及预测

采用绝热量热法测量了由离子液体1-丁基-3-甲基咪唑磷酸二丁酯([bmim][DBP])分别与CH₃OH、C₂H₅OH和H₂O所组成的3个二元工质溶液体系[bmim][DBP](1)+ CH₃OH(2)/C₂H₅OH(2)/H₂O(2),以及2个三元工质溶液体系[bmim][DBP](1)+ CH₃OH(2)/C₂H₅OH(2)+ H₂O(3)在298.15 K和常压下的摩尔混合焓H_m^E。利用Gibbs-Helmholtz方程和NRTL活度系数模型,对每个二元溶液体系摩尔混合焓的实验数据进行关联,获得模型方程中的组分作用参数。摩尔混合焓的模型拟合值与实验值的平均相对偏差分别为1.81%、1.44%和0.72%。在此基础上预测了2个三元工质溶液体系的摩尔混合焓。结果表明:三元工质溶液体系的摩尔混合焓在实验浓度范围内均为负值,混合为放热过程。表明三元工质溶液具有成为吸收制冷循环新工质溶液的基本特征;采用NRTL模型预测2个三元溶液体系摩尔混合焓的计算值与实验值的平均相对误差分别为2.31%、2.49%。     

除草剂解毒剂N-二氯乙酰基-2-甲基-1-氧杂-4-氮杂-螺[4.4]壬烷的合成

以33%的氢氧化钠水溶液为缚酸剂,异丙醇胺、环戊酮和二氯乙酰氯为原料,采用“一锅法”合成了N-二氯乙酰基-2-甲基-1-氧杂-4-氮杂-螺[4.4]壬烷,采用正交实验法得到最佳反应条件：反应原料摩尔比为1∶1∶1.2,苯作溶剂,反应的温度为-15℃～-10℃,搅拌时间为3h,产率达到50.0%。并采用UV、IR、1HNMR和MS对该化合物的结构进行了表征。     

纳米氧化亚铜热力学函数的温度效应研究

可控制备了Cu_2O纳米微晶,采用扫描电镜(SEM)、X-射线粉末衍射仪(XRD)对其形貌进行了表征。基于纳米材料与块体材料表面相的差异,采用原位微热量技术结合热动力学原理获取了纳米Cu_2O微晶体系与HNO3反应的动力学参数和热力学函数,并讨论了温度对其反应动力学和表面热力学性质的影响。结果表明,在298.15K时,纳米Cu_2O的摩尔表面Gibbs自由能为0.536kJ·mol~(-1)、摩尔表面焓为44.012kJ·mol~(-1)、摩尔表面熵为145.819J·mol~(-1)·K~(-1);块体Cu_2O和纳米Cu_2O的反应速率常数、标准摩尔反应焓、摩尔表面Gibbs自由能和摩尔表面焓均随着温度的升高而增大。     

乳化液膜萃取Cr(Ⅲ)的内相反萃步骤动力学研究

文章采用恒界面法对乳化液膜分离Cr(Ⅲ)的液膜内相反萃步骤进行了研究,考察了搅拌速度、温度、界面面积、水相p H值、DEHPA[二(2-乙基己基)磷酸]浓度和络合物浓度对反萃速率的影响,得到反萃反应的动力学与热力学数据,并推导出反萃的反应机理。实验结果表明:搅拌速度大于0.45 m/s时出现与搅拌强度无关的化学反应控制"坪区",且反萃速率与界面面积成正比,此时反应属于扩散和化学反应共同控制,并且反应主要发生在相界面上;由温度与反萃速率的关系得知,该反萃反应是一个放热反应,反应的活化能Ea=24.25 k J/mol,焓变ΔH=-55.85 k J/mol,熵变ΔS=-566.37 J/mol,在T=308 K时ΔG=118.59 k J/mol;在控制步骤反应式中,DEHPA反应级数为0,络合物浓度和水相氢离子的反应级数为1,并推导出反萃反应的控制步骤的方程式为r=k0[Cr(OH)2HL2(o)][H+(w)]。     

浅谈热力学分析方法在化工工艺教学中的应用

文章讨论了工艺学中热力学分析的基本原理,反应热效应在工艺学中的应用,化学反应自发性判断的普遍标准以及自由焓变在工艺学中的应用。     

HFC-245fa催化裂解合成HFO-1234ze和HFO-1234yf的热力学研究

采用密度泛函理论(DFT)方法,使用Materials Studio的DMol 3模块,计算了1,1,1,3,3-五氟丙烷(HFC-245fa)气相裂解脱氟化氢生成1,3,3,3-四氟丙烯(HFO-1234ze)和2,3,3,3-四氟丙烯(HFO-1234yf)反应及其副反应体系中各物质的标准摩尔焓和标准摩尔吉布斯自由能。通过比较不同温度下各反应的标准摩尔焓变和标准摩尔吉布斯自由能变,对反应过程进行了热力学分析。结果表明:HFC-245fa脱HF生成HFO-1234ze的反应为吸热反应,标准摩尔吉布斯自由能变随着温度的升高而减小;当反应温度更高时,E构型的HFO-1234ze能异构化反应合成HFO-1234yf;高温有利于HFO-1234yf的生成。     

碳酸锂在氯化钠溶液中溶解度的测定

采用等温溶解平衡法测定了在温度为278.15～358.15 K时,Li_2CO_3在质量摩尔浓度为0～4.06 mol·kg~(-1) NaCl溶液中的溶解度和溶液密度,利用E-DH和Apelblat方程对Li_2CO_3溶解度实验数据进行关联,计算相对偏差在±0.05以内;利用Connaughton方程对液相密度数据进行关联,标准偏差小于7×10~(-4)。实验和理论计算结果表明:Li_2CO_3在NaCl-H_2O体系中溶解度随NaCl浓度增加先增大后又减小,在温度278.15～358.15 K内,溶解度在NaCl质量摩尔浓度约为1 mol·kg~(-1)时出现最大值。通过溶解热力学计算,得到Li_2CO_3在NaCl中的溶解焓变ΔHd、熵变ΔSd和吉布斯自由能变ΔGd,结果表明溶解过程为放热、熵减的非自发过程,溶解焓变和熵变随着NaCl浓度变大而增加,吉布斯自由能变ΔGd在NaCl质量摩尔浓度为1 mol·kg~(-1)出现最小值,且溶解过程为熵控制过程。研究结果将为卤水提锂碳化沉锂过程设计提供基础数据。     

RE[TsGlyH]3Cl3·nH2O（RE=La,Nd,Sm,Eu,Gd,Er）配合物燃烧热测定及其标准生成焓的研究

在298.15 K下,用氧弹热量计测定了稀土配合物RE[TsGlyH]3Cl3·nH2O（RE=La,Nd,Sm,Eu,Gd,Er）的恒容燃烧热-△cU,其结果依次为15 918.2,15 879.3,15 526.7,15 246.9,15 492.4,11 727.8 J/g。并据此计算出标准摩尔生成焓-△fHmθ分别为1 977.05,1 939.71,2 189.36,2 352.82,2 123.04,5 743.50 kJ/mol。这些结果为配合物的稳定性和热化学数据关系提供了实验依据。     

离子液体[BzMim][BF4]催化甲苯与盐酸和聚甲醛的氯甲基化反应

以1-甲基咪唑和氯化苄为原料合成中间体氯化1-苄基-3-甲基咪唑（[BzMim]Cl）,而后与氟硼酸钠交换阴离子合成了一种新的离子液体[BzMim][BF4],并考察了该离子液体催化甲苯与盐酸和聚甲醛的氯甲基化反应的催化活性和选择性。实验结果表明,[BzMim][BF4]能够催化以浓盐酸为原料的氯甲基化反应,目标产物甲基苄基氯的产率与文献报道以离子液体C12mimBr催化干燥氯化氢为原料的相仿;对同为浓盐酸原料的氯甲基化反应,其单氯甲基化选择性远高于文献报道的以离子液体[emim]BF4为催化剂的35%;当[BzMim][BF4]与甲苯的摩尔比为0.3,多聚甲醛（PF）与甲苯的摩尔比为1.3,浓盐酸与甲苯的摩尔比为7.5,80 oC下反应8 h时,目标产物甲基苄基氯的产率达到88.5%,单氯甲基化选择性高于99%。