Densymetryczne i wiskozymetryczne badania hydrofobowej hydratacji wybranych związków organicznych w mieszaninach N,N-dimetyloformamidu z wodą

Abstract

W niniejszej pracy doktorskiej przedstawiono rezultaty badań densymetrycznych i wiskozymetrycznych substancji rozpuszczonej (mocznik (U), tetrametylomocznik (TMU), 1,4-dioksan, eter 15-korona-5 (15C5) i eter 18-korona-6 (18C6)) w całym zakresie składu mieszaniny N,N-dimetyloforamammidu z wodą (DMF+W) w czterech temperaturach z zakresu od 293,15 K do 308,15 K. Pomiary gęstości wykonano przy użyciu densymetru Anton Paar DMA 5000. Wykorzystując wiskozymetr Ubbelohde'a zmierzono lepkość badanych układów. Uzyskane wyniki pozwoliły na obliczenie nadmiarowej molowej objętości mieszaniny DMF+W, a także pozornej molowej objętości DMF i wody w mieszanym rozpuszczalniku oraz pozornej molowej objętości, VΦ, każdej z badanych substancji w mieszaninie DMF+W. Wykorzystując równanie Redlicha i Meyera wyznaczono wartości cząstkowej molowej objętości, , oraz współczynnika bv cyklicznych eterów (1,4-dioksanu, 15C5, 18C6), U i TMU w mieszaninie DMF+W w całym zakresie stężeń. Analiza cząstkowych molowych objętości względem temperatury pozwoliła również wyznaczyć graniczny pozorny molowy współczynnik rozszerzalności, α, badanych substancji w mieszanym rozpuszczalniku DMF+W. Wykorzystując równanie Jonesa-Dole’a wyznaczono wartości współczynnika lepkości B badanych substancji w mieszaninie DMF+W w całym zakresie składu mieszaniny, a także wartości pochodnej współczynnika lepkości B względem temperatury (dB/dT). Zauważono, że wartości wielkości , bV, α i B rosną a dB/dT maleją wraz ze wzrostem właściwości hydrofobowych badanych substancji. Przebiegi uzyskanych funkcji: = f(xw), bV = f(xw), α = f(xw), B = f(xw), dB/dT = f(xw) są podobne dla każdej substancji charakteryzującej się właściwościami hydrofobowymi i szczególnie w zakresie o dużej zwartości wody w mieszaninie DMF+W różnią się wyraźnie od przebiegu tych funkcji dla mocznika wykazującego właściwościowości hydrofilowe. Na podstawie otrzymanych wyników można wnioskować, że takie wielkości jak cząstkowa molowa objętość, , współczynnik lepkości, B, oraz pozorny graniczny molowy współczynnik rozszerzalności, α, badanych w tej pracy substancji rozpuszczonych w wodzie mogą być uznane również jako parametry ilościowo opisujące właściwości hydrofilowo-hydrofobowe związków organicznych.