Трегубов Д. Г., Трефілова Л. М., Слепужніков Є. Д., Соколов Д. Л., Трегубова Ф. Д. Співвідношення властивостей у гомологічних рядах вуглеводнів. С. 96-118.

 

Співвідношення властивостей у гомологічних рядах вуглеводнів

 

Трегубов Дмитро Георгійович

Національний університет цивільного захисту України

http://orcid.org/0000-0003-1821-822X

 

Трефілова Лариса Миколаївна

Національний університет цивільного захисту України

https://orcid.org/0000-0001-9061-4206

Слепужніков Євген Дмитрович

Національний університет цивільного захисту України

https://orcid.org/0000-0002-5449-3512

 

Соколов Дмитро Львович

Національний університет цивільного захисту України

https://orcid.org/0000-0002-7772-6577

 

Трегубова Флора Дмитрівна

Національний університет цивільного захисту України

https://orcid.org/0000-0003-2497-7396

 

DOI: https://doi.org/10.52363/2524-0226-2023-38-7

 

Ключові слова: вуглеводні, густина, в’язкість, поверхневий натяг, водорозчинність, характерні температури, кластер, пожежна небезпека

 

Анотація

 

Досліджено кореляції між властивостями горючих речовин у гомологічних рядах н-алканів та н-спиртів довжиною nС=1–20 для визначення способів підвищення збіжності методик оцінки параметрів пожежної небезпеки. Проведено добір параметрів речовини, які можуть бути моделюючими; до них віднесено довжину кластеру. Звернуто увагу, що наразі властивості речовин прогнозують за грубозернистою моделлю молекул, яка має дискретність, не описує короткі молекули, потребує індивідуального підходу. Виділено 6 послідовних рівнів властивостей речовини, які створюють ланцюг формування певних параметрів пожежної небезпеки. Показано, що є «арифметичні» параметри речовини, які напряму залежать від кількості певних атомів. Серед них «довжина» краще відбиває ізомерні, конформні, кластерні відмінності, з якими пов’язані аномалії параметрів вуглеводнів. Залежності класифіковано на «лінійного» та «експоненційного» типу. Лінійний опис теплоти випаровування від nС окремо н-алканів та н-спиртів дає R=0,999. Експоненційна апроксимація температур кипіння tкип та спалаху tсп н-алканів за частками зміни nС має R=0,999. Показано наявність кореляції між tсп та tкип, але з системною відмінністю, що свідчить про не повну подібність кластерного складу за цих температур; між tсп та tпл – менша кореляція, але її наявність свідчить про часткову подібність кластерного складу. Створено універсальну формулу для прогнозування теплоти випаровування вуглеводнів 10 гомологічних класів, яка має R=0,996. Опис пульсацій зміни tпл вуглеводнів здійснено на підставі зміни принципів організації кластерів у гомологічному ряду з врахуванням їх довжини та молярної маси, що дає R=0,9997. За аналогічними принципами розроблено формулу для опису розчинності у воді вуглеводнів, яка працює з задовільною точністю. Дослідження показало, що довжина кластеру є визначальним показником, за яким модулюються властивості речовини.

 

Посилання

 

  1. 1. Rowley J. Flammability Limits, Flash Points, and Their Consanguinity: Critical Analysis, Experimental Exploration, and Prediction: A dissertation for the degree of Doctor of Philosophy / Brigham Young University. Provo, 2010. 252 р. URL: http://hdl.lib.byu.edu/1877/etd3661
  2. Пожежовибухонебезпечність речовин і матеріалів. Номенклатура показників і методи їхнього визначення: ДСТУ 8829:2019. [Чинний з 01.01.2020]. Київ: ДП «УкрНДНЦ», 2020. 75 с. URL: https://zakon.isu.net.ua/sites/default/files/normdocs/dstu_8828_2019.pdf
  3. Search for species data by chemical name. NIST Chemistry WebBook. U.S. Department of Commerce. doi: 10.18434/T4D303
  4. Quickly find chemical information from authoritative sources. Pubchem. U.S. National Library of Medicine. URL: https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/
  5. Kahwaji S., White M. Organic phase change materials for thermal energy storage: Influence of Molecular Structure on Properties. Molecules. 2021. № 26. Р. 6635. doi: 10.3390/molecules26216635
  6. Doroshenko I. Yu. Spectroscopic study of cluster structure of n-hexanol trapped in an argon matrix. Low Temperature Physics. 2017. Vol. 3. № 6. P. 919–926. doi: 10.1063/1.4985983
  7. Millet D. B. et al. Sources and sinks of atmospheric formic acid. Atmos. Chem. Phys. 2015. № 15. Р. 6283–6304. doi: 10.5194/acp-15-6283-2015
  8. Boot M., Tian M., Hensen E., Mani S. Impact of fuel molecular structure on autoignition behavior: design rules for future high performance gasolines. Progress in Energy and Combustion Science. 2017. Vоl. 60. Р. 1–25. doi: 10.1016/j.pecs.2016.12.001
  9. Тарахно О. В., Трегубов Д. Г., Жернокльов К. В., Коврегін В. В. Основні положення процесу горіння. Харків: НУЦЗ України, 2020. 408 с. URL: http://repositsc.nuczu.edu.ua/handle/123456789/11382
  10. Трегубов Д. Г., Шаршанов А. Я., Соколов Д. Л., Трегубова Ф. Д. Прогнозування найменших надмолекулярних структур алканів нормальної та ізомерної будови. Проблеми надзвичайних ситуацій. 2022. № 35. С. 63–75. doi: 10.52363/2524-0226-2022-35-5
  11. Трегубов Д. Г. Концентраційні характеристики виникнення горіння на підставі пероксидної теорії. Пожежна безпека. 2022. № 41. С. 110–118. doi: 10.32447/20786662.41.2022.13
  12. Трегубов Д. Г., Трефілова Л. М. Нелінійність зміни параметрів пожежної небезпеки у гомологічному ряду н-алканів. III International Scientific and Theoretical Conference «Technologies and strategies for the implementation of scientific achievements». Stockholm, Kingdom of Sweden: ICSR. 2023. Р. 40–43. doi: 10.36074/scientia-28.04.2023
  13. Weiss, C. K., Toca-Herrera J. L. Colloid Chemistry. Bingen: University of Applied Sciences, 2018. 232 р. doi: 10.3390/gels4030064
  14. Wan M., Song J., Yang Y., Gao L., Fanga W. Development of coarse-grained force field for alcohols: an efficient meta-multilinear interpolation parameterization algorithm. Phys. Chem. Chem. Phys. 2021. № 23. Р. 1956–1966. doi: 10.1039/d0cp05503d
  15. Yaxin A., Karteek K. B., Sanket A. D. Development of new transferable coarse-grained models of hydrocarbons. J. Phys. Chem. 2018. Vol. 28. № 122. Р.7143–7153. doi: 10.1021/acs.jpcb.8b03822
  16. Dai L., Chakraborty S., Wu G., Ye J, La Y. H., Ramanarayan H. Molecular simulation of linear octacosane via a CG10 coarse grain scheme. Physical Chemistry Chemical Physics. 2022. № 24(9). Р. 5351–5359. doi: 10.1039/D1CP05143A
  17. Song J., Wan M., Yang Y., Gao L., Fang W. Development of accurate coarse-grained force fields for weakly polar groups by an indirect parameterization strategy. Physical Chemistry Chemical Physics. 2021. № 23(11). Р. 6763–6774. doi: 10.1039/D1CP00032B
  18. Conway O., An Y., Bejagam K. K., Deshmukh S. A. Development of transferable coarse-grained models of amino acids. Mol. Syst. Des. Eng. 2020. № 5. Р.675. doi: 10.1039/C9ME00173E
  19. Pervaje A. K., Walker Ch. C., Santiso E. E. Molecular simulation of polymers with a SAFT-γ Mie approach. Molecular Simulation. 2019. № 45(14–15). Р.1223–1241. doi: 10.1080/08927022.2019.1645331
  20. Tregubov D., Tarakhno O., Deineka V., Trehubova F. Oscillation and Stepwise of Hydrocarbon Melting Temperatures as a Marker of their Cluster Structure. Solid State Phenomena. 2022. Vol. 334. Р. 124–130. doi: 10.4028/p-3751s3
  • Ви тут:  
  • Головна
  • Архів номерів
  • EN_cat
  • Трегубов Д. Г., Трефілова Л. М., Слепужніков Є. Д., Соколов Д. Л., Трегубова Ф. Д. Співвідношення властивостей у гомологічних рядах вуглеводнів. С. 96-118.