Химия: Прогнозирование термодинамических свойств 2,3,4-Триметилпентана, 2-Изопропил-5-метилфенола, 1-Метилэтилметаноата и 1,4-Диаминобутана, Курсовая работа

Федеральное агентство по образованию.

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального

образования.

Самарский государственный технический университет.

Кафедра: «Технология органического и нефтехимического синтеза»

Курсовой проект

«Расчеты и прогнозирование свойств органических соединений»

Самара

2008 г.

Задание 52А

на курсовую работу по дисциплине "Расчеты и прогнозирование свойств органических соединений"

1) Для четырех соединений, приведенных в таблице, вычислить , ,  методом Бенсона по атомам с учетом первого окружения.

2) Для первого соединения рассчитать и .

3) Для четырех соединений, приведенных в таблице, рекомендованными методами вычислить критическую (жидкость-пар) температуру, критическое давление, критический объем, ацентрический фактор.

4) Для первого соединения рассчитать , , . Определить фазовое состояние компонента.

5) Для первого соединения рассчитать плотность вещества при температуре 730 К и давлении 100 бар. Определить фазовое состояние компонента.

6) Для четырех соединений, приведенных в таблице, рекомендованными методами вычислить плотность насыщенной жидкости. Привести графические зависимости "плотность-температура" для области сосуществования жидкой и паровой фаз. Выполнить их анализ.

7) Для четырех соединений, приведенных в таблице, рекомендованными методами вычислить давление насыщенного пара. Привести графические Р-Т зависимости для области сосуществования жидкой и паровой фаз. Выполнить их проверку и анализ.

8) Для четырех соединений, приведенных в таблице, рекомендованными методами вычислить  и . Привести графические зависимости указанных энтальпий испарения от температуры для области сосуществования жидкой и паровой фаз. Выполнить их анализ.

9) Для первого соединения рассчитать рекомендованными методами вязкость вещества при температуре 730 К и низком давлении.

10) Для первого соединения рассчитать рекомендованными методами вязкость вещества при температуре 730 К и давлении 100 атм.

11) Для первого соединения рассчитать рекомендованными методами теплопроводность вещества при температуре 730 К и низком давлении.

12) Для первого соединения рассчитать рекомендованными методами теплопроводность вещества при температуре 730 К и давлении 100 атм.

Задание №1

 

Для четырех соединений, приведенных в таблице, рассчитать   и  методом Бенсона с учетом первого окружения.

2,3,4-Триметилпентан

Из таблицы Бенсона возьмем парциальные вклады для   и , вводим набор поправок:

Поправки на гош взаимодействие

Вводим 4 поправки «алкил-алкил»

Поправка на симметрию:

,

Таблица 1

 

2-Изопропил-5-метилфенол

 

Из таблицы Бенсона возьмем парциальные вклады для   и , вводим набор поправок.

Поправка на симметрию:

Поправка на орто-взаимодействие заместителей: OH_(цис-)-C₃ = 6,9 кДж/моль

Таблица 4

 

1-Метилэтилметаноат

 

Из таблицы Бенсона возьмем парциальные вклады для   и , вводим набор поправок. Поправки на гош – взаимодействие отсутствуют.

Поправка на симметрию:

 

Таблица 4

1,4-Диаминобутан

 

Из таблицы Бенсона возьмем парциальные вклады для   и , вводим набор поправок.

Поправка на симметрию отсутствует.

Таблица 4

Задание №2

 

Для первого соединения рассчитать  и

2,3,4-Триметилпентан

 

Энтальпия.

где -энтальпия образования вещества при 730К;  -энтальпия образования вещества при 298К; -средняя теплоемкость.

;

Для расчета из таблицы Бенсона выпишем парциальные вклады соответственно для 298К, 400К, 500К, 600К, 800К и путем интерполяции найдем для 730К, и  для элементов составляющих соединение.

Таблица 5

Энтропия.

Для расчета из таблицы Бенсона выпишем парциальные вклады соответственно для 298К, 400К, 500К, 600К, 800К и путем интерполяции найдем для 730К.

Таблица 5

Задание №3

 

Для четырех соединений, приведенных в таблице, рекомендованными методами вычислить (жидкость-пар) температуру, критическое давление, критический объем, ацентрический фактор.

Метод Лидерсена

Критическую температуру находим по формуле:

где -критическая температура; -температура кипения (берем из таблицы данных); -сумма парциальных вкладов в критическую температуру.

Критическое давление находится по формуле:

где -критическое давление; -молярная масса вещества; -сумма парциальных вкладов в критическое давление.

Критический объем находим по формуле:

где -критический объем; -сумма парциальных вкладов в критический объем.

Ацентрический фактор рассчитывается по формуле:

;

где -ацентрический фактор; -критическое давление, выраженное в физических атмосферах; -приведенная нормальная температура кипения вещества;

-нормальная температура кипения вещества в градусах Кельвина;

-критическая температура в градусах Кельвина.

Для расчета, выбираем парциальные вклады для каждого вещества из таблицы составляющих для определения критических свойств по методу Лидерсена.

 

2,3,4-Триметилпентан

 

Выпишем парциальные вклады для температуры, давления и объема:

Группа	кол-во	ΔT	ΔP	ΔV
СН3-	5	0,1	1,135	275
СН-	3	0,036	0,63	153
∑	8	0,136	1,765	428

 

Критическая температура.

 

Критическое давление.

.

Критический объем.

Ацентрический фактор.

Поскольку для вещества отсутствуют экспериментальные значения критических параметров, используем параметры, полученные методом Лидерсена.

;   

2-Изопропил-5-метилфенол

 

Выпишем парциальные вклады для температуры, давления и объема:

Группа	к-во
CН3	3	0,06	0,681	165
=СН (цикл)	3	0,033	0,462	111
=С< (цикл)	3	0,033	0,462	108
СН-	1	0,012	0,21	51
СН2-	1	0,02	0,227	55
ОН-(фенол)	1	0,031	-0,02	18
Сумма	12	0,189	2,022	508

 

Критическая температура.

 

Критическое давление.

 

Критический объем.

Ацентрический фактор.

Поскольку для вещества отсутствуют экспериментальные значения критических параметров, используем параметры, полученные методом Лидерсена.

   

1-Метилэтилметаноат

 

Выпишем парциальные вклады для температуры, давления и объема:

Группа	кол-во	ΔT	ΔP	ΔV
СН3	2	0,04	0,454	110
,-СОО-	1	0,047	0,47	80
СН-	1	0,012	0,21	51
Сумма	4	0,099	1,134	241

Критическая температура.

 

Критическое давление.

;

Критический объем.

Ацентрический фактор.

Поскольку для вещества отсутствуют экспериментальные значения критических параметров, используем параметры, полученные методом Лидерсена.

   

1,4-Диаминобутан

 

Выпишем парциальные вклады для температуры, давления и объема:

Критическая температура.

 

Критическое давление.

 

Критический объем.

Ацентрический фактор.

Поскольку для вещества отсутствуют экспериментальные значения критических параметров, используем параметры, полученные методом Лидерсена.

   

.

Метод Джобака

 

Критическую температуру находим по уравнению;

где -критическая температура; -температура кипения (берем из таблицы данных);

-количество структурных фрагментов в молекуле; -парциальный вклад в свойство.

Критическое давление находим по формуле:

где -критическое давление в барах; -общее количество атомов в молекуле; -количество структурных фрагментов; -парциальный вклад в свойство.

Критический объем находим по формуле:

где -критический объем в ; -количество структурных фрагментов; -парциальный вклад в свойство.

Для расчета, выбираем парциальные вклады в различные свойства для каждого вещества из таблицы составляющих для определения критических свойств по методу Джобака.

2,3,4-Триметилпентан

 

Выпишем парциальные вклады для температуры, давления и объема:

 

Критическая температура.

 

Критическое давление.

;

 

2-Изопропил-5-метилфенол

Выпишем парциальные вклады для температуры, давления и объема:

Критическая температура.

 

Критическое давление.

;

 

1-Метилэтилметаноат

 

Выпишем парциальные вклады для температуры, давления и объема:

Критическая температура.

 

Критическое давление.

;

1,4-Диаминобутан

 

Выпишем парциальные вклады для температуры, давления и объема:

 

Критическая температура.

 

Критическое давление.

;

Задание №4

Для первого соединения рассчитать , и . Определить фазовое состояние компонента.

Энтальпия

2,3,4-Триметилпентан

 

Для расчета , и  воспользуемся таблицами Ли-Кеслера и разложением Питцера.

где - энтальпия образования вещества в стандартном состоянии; -энтальпия образования вещества в заданных условиях; и -изотермические изменения энтальпии.

Находим приведенные температуру и давление:

по этим значениям с помощью таблицы Ли-Кесслера и разложения Питцера интерполяцией находим изотермическое изменение энтальпии.

Из правой части выражаем:

Энтропия

где  энтропия вещества в стандартном состоянии; - энтропия вещества в заданных условиях;-ацентрический фактор.

 ; R=8,314Дж/моль*К

Находим приведенные температуру и давление:

по этим значениям с помощью таблицы Ли-Кесслера и разложения Питцера интерполяцией находим изотермическое изменение энтропии.

Из правой части выражаем:

Теплоемкость.

где  - теплоемкость соединения при стандартных условиях; - теплоемкость соединения при заданных условиях; - ацентрический фактор.

 ; R=8,314Дж/моль*К

Находим приведенные температуру и давление:

по этим значениям с помощью таблицы Ли-Кесслера и разложения Питцера интерполяцией находим изотермическое изменение теплоемкости.

Дж/моль*К

Из правой части выражаем:

Задание №5

Для первого соединения рассчитать плотность вещества при температуре 730 К и давлении 100 бар. Определить фазовое состояние компонента.

Для определения плотности вещества воспользуемся методом прогнозирования плотности индивидуальных веществ с использованием коэффициента сжимаемости.

где -плотность вещества; М- молярная масса; V-объем.

Для данного вещества найдем коэффициент сжимаемости с использованием таблицы Ли-Кесслера по приведенным температуре и давлении.

Коэффициент сжимаемости находится по разложению Питцера:

где Z-коэффициент сжимаемости; -ацентрический фактор.

Приведенную температуру найдем по формуле  

где  - приведенная температура в К ; Т-температура вещества в К; -критическая температура в К.

 

Приведенное давление найдем по формуле ; где - приведенное; Р и давление и критическое давление в атм. соответственно.

 ; R=8,314Дж/моль*К

Находим приведенные температуру и давление:

Коэффициент сжимаемости найдем из разложения Питцера:

путем интерполяции находим и.

=0,6790;

=0,1549;

Из уравнения Менделеева-Клайперона ,

где P - давление; V - объем; Z - коэффициент сжимаемости; R - универсальная газовая постоянная (R=82.04); T - температура;

выразим объем:

М=114,23 г/моль.

Фазовое состояние вещества определяем по таблицам Ли-Кесслера, по приведенным параметрам температуры и давления. Ячейка, соответствующая данным приведенным параметрам находится под линией бинодаля, следовательно данное вещество при 730К и 100 бар – газ.

Задание №6

 

Для четырех соединений, приведенных в таблице, рекомендованными методами вычислить плотность насыщенной жидкости. Привести графические зависимости «плотность-температура» для области существования жидкой и паровой фаз. Выполнить анализ.

Для вычисления плотности насыщенной жидкости воспользуемся методом Ганна-Ямады.

где -плотность насыщенной жидкости; М -молярная масса вещества; -молярный объем насыщенной жидкости.

где -масштабирующий параметр; -ацентрический фактор;  и Г-функции приведенной температуры.

2,3,4-Триметилпентан

 

 в промежутке температур от 298 до 450К вычислим по формуле:

В промежутке температур от 450 до 560 К вычислим по формуле:

В промежутке температур от 298 до 560 К вычислим Г по формуле:

Находим масштабирующий параметр:

Полученные результаты сведем в таблицу:

T, К	Tr	Vr(0)	Vsc	Г	Vs	ρs ,г/см3
169.45	0.3	0.3252	382.6102	0.2646	124.4114	0.9182
197.69	0.35	0.3331		0.2585	127.4534	0.8963
225.93	0.4	0.3421		0.2521	130.9062	0.8726
254.17	0.45	0.3520		0.2456	134.6684	0.8483
282.41	0.5	0.3625		0.2387	138.7024	0.8236
310.65	0.55	0.3738		0.2317	143.0345	0.7986
338.89	0.6	0.3862		0.2244	147.7551	0.7731
367.14	0.65	0.3999		0.2168	153.0184	0.7465
395.38	0.7	0.4157		0.2090	159.0426	0.7183
423.62	0.75	0.4341		0.2010	166.1099	0.6877
451.86	0.8	0.4563		0.1927	174.5664	0.6544
480.10	0.85	0.4883		0.1842	186.8126	0.6115
508.34	0.9	0.5289		0.1754	202.3516	0.5645
525.29	0.93	0.5627		0.1701	215.2847	0.5306
536.58	0.95	0.5941		0.1664	227.3000	0.5026
547.88	0.97	0.6410		0.1628	245.2573	0.4658
553.53	0.98	0.6771		0.1609	259.0677	0.4409
559.18	0.99	0.7348		0.1591	281.1498	0.4063

2-Изопропил-5-метилфенол

 

T, К	Tr	Vr(0)	Vsc	Г	Vs	ρs ,г/см3
211,0432	0,3	0,3252	365,2665	0,2646	100,5086	1,4946
246,2171	0,35	0,3331		0,2585	103,3972	1,4529
281,391	0,4	0,3421		0,2521	106,6587	1,4084
316,5648	0,45	0,352		0,2456	110,2157	1,363
351,7387	0,5	0,3625		0,2387	114,0423	1,3173
386,9126	0,55	0,3738		0,2317	118,1648	1,2713
422,0864	0,6	0,3862		0,2244	122,6636	1,2247
457,2603	0,65	0,3999		0,2168	127,674	1,1766
492,4342	0,7	0,4157		0,209	133,3879	1,1262
527,6081	0,75	0,4341		0,201	140,0556	1,0726
562,7819	0,8	0,4563		0,1927	147,9872	1,0151
597,9558	0,85	0,4883		0,1842	159,2515	0,9433
633,1297	0,9	0,5289		0,1754	173,4815	0,8659
654,234	0,93	0,5627		0,1701	185,211	0,8111
668,3035	0,95	0,5941		0,1664	196,0056	0,7664
682,3731	0,97	0,641		0,1628	211,9897	0,7086
689,4079	0,98	0,6771		0,1609	224,1926	0,6701
696,4426	0,99	0,7348		0,1591	243,5919	0,6167

 

1-Метилэтилметаноат

 

1,4-Диаминобутан

 

T, К	Tr	Vr(0)	Vsc	Г	Vs	ρs ,г/см3
189,1016	0,3	0,3252	291,3679	0,2646	81,3137	1,0841
220,6186	0,35	0,3331	291,3679	0,2585	83,6189	1,0542
252,1355	0,4	0,3421	291,3679	0,2521	86,2227	1,0224
283,6524	0,45	0,3520	291,3679	0,2456	89,0623	0,9898
315,1694	0,5	0,3625	291,3679	0,2387	92,1162	0,9570
346,6863	0,55	0,3738	291,3679	0,2317	95,4055	0,9240
378,2032	0,6	0,3862	291,3679	0,2244	98,9946	0,8905
409,7202	0,65	0,3999	291,3679	0,2168	102,9922	0,8559
441,2371	0,7	0,4157	291,3679	0,2090	107,5525	0,8196
472,754	0,75	0,4341	291,3679	0,2010	112,8761	0,7810
504,271	0,8	0,4563	291,3679	0,1927	119,2119	0,7395
535,7879	0,85	0,4883	291,3679	0,1842	128,2239	0,6875
567,3048	0,9	0,5289	291,3679	0,1754	139,6127	0,6314
586,215	0,93	0,5627	291,3679	0,1701	149,0076	0,5916
598,8218	0,95	0,5941	291,3679	0,1664	157,6605	0,5591
611,4286	0,97	0,6410	291,3679	0,1628	170,4832	0,5171
617,7319	0,98	0,6771	291,3679	0,1609	180,2785	0,4890
624,0353	0,99	0,7348	291,3679	0,1591	195,8580	0,4501

 

Задание №7

 

Для четырех соединений, приведенных в таблице, рекомендованными методами вычислить давление насыщенного пара. Привести графические P-T зависимости для области существования жидкой и паровой фаз. Выполнить анализ.

Для вычисления давления насыщенного пара воспользуемся корреляциями

Ли-Кесслера, Риделя и Амброуза-Уолтона.

2,3,4-Триметилпентан

 

Корреляция Ли-Кеслера.

Она основана на использовании принципа соответственных состояний.

Давление P_vp определяем из приведенного давления насыщенных паров P_vp,r и критического давления данного вещества. Критическое давление определяем методом Лидерсена, поскольку для данного вещества экспериментальные данные отсутствуют.

Т	Тr	f(0)	f(1)	Pvp,r	Pvp, bar
298	0.53	-4.8004	-5.8583	0.0014	0.0359
323	0.57	-4.0076	-4.6363	0.0045	0.1148
348	0.62	-3.3344	-3.6614	0.0117	0.3025
373	0.66	-2.7559	-2.8772	0.0265	0.6844
398	0.70	-2.2529	-2.2418	0.0532	1.3723
423	0.75	-1.8109	-1.7232	0.0969	2.4988
448	0.79	-1.4183	-1.2962	0.1634	4.2121
473	0.84	-1.0658	-0.9406	0.2589	6.6750
498	0.88	-0.7456	-0.6397	0.3908	10.0737
523	0.93	-0.4510	-0.3791	0.5678	14.6373

Корреляция Риделя

    

 

где  - приведенная температура кипения.

  

 

Т	Тr	Pvp,r	Pvp, bar
298	0,53	0.0014	0.0353
323	0,57	0.0044	0.1130
348	0,62	0.0116	0.2980
373	0,66	0.0262	0.6749
398	0,70	0.0526	1.3551
423	0,75	0.0959	2.4714
448	0,79	0.1619	4.1733
473	0,84	0.2570	6.6263
498	0,88	0.3887	10.0201
523	0,93	0.5659	14.5888

 

Метод Амброуза-Уолтона

 

где

Т	Тr	τ	f(0)	f(1)	f(2)	Pvp,r	Pvp, bar
298	0.53	0.47	-4.7749	-5.7272	-0.1898	0.0015	0.0376
323	0.57	0.43	-3.9915	-4.5453	-0.1154	0.0046	0.1186
348	0.62	0.38	-3.3261	-3.6088	-0.0599	0.0120	0.3082
373	0.66	0.34	-2.7529	-2.8564	-0.0215	0.0267	0.6893
398	0.70	0.30	-2.2531	-2.2438	0.0018	0.0532	1.3713
423	0.75	0.25	-1.8124	-1.7386	0.0128	0.0964	2.4864
448	0.79	0.21	-1.4197	-1.3167	0.0144	0.1624	4.1858
473	0.84	0.16	-1.0663	-0.9598	0.0094	0.2575	6.6387
498	0.88	0.12	-0.7453	-0.6537	0.0013	0.3893	10.0350
523	0.93	0.07	-0.4506	-0.3870	-0.0061	0.5663	14.5996

2-Изопропил-5-метилфенол

 

Корреляция Ли-Кеслера

Она основана на использовании принципа соответственных состояний.

 

Давление P_vp определяем из приведенного давления насыщенных паров P_vp,r и критического давления данного вещества. Критическое давление определяем методом Лидерсена, поскольку для данного вещества экспериментальные данные отсутствуют.

Т	Тr	f(0)	f(1)	Pvp,r	Pvp, bar
298	0,42	-7,2860	-10,0247	0,0000	0,0001
323	0,46	-6,2699	-8,2282	0,0000	0,0006
348	0,49	-5,4061	-6,7626	0,0001	0,0033
373	0,53	-4,6634	-5,5563	0,0004	0,0139
398	0,57	-4,0188	-4,5563	0,0013	0,0474
423	0,60	-3,4544	-3,7228	0,0036	0,1353
448	0,64	-2,9566	-3,0250	0,0090	0,3339
473	0,67	-2,5146	-2,4391	0,0196	0,7303
498	0,71	-2,1198	-1,9462	0,0387	1,4434
523	0,74	-1,7652	-1,5313	0,0703	2,6187
548	0,78	-1,4453	-1,1823	0,1186	4,4171

 

Корреляция Риделя

    

 

где  - приведенная температура кипения.

А	В	С	D	θ	αc	ψ
14,4917	14,9057	-8,6911	0,41405	-0,414	8,698911	1,060095

 

Т	Тr	Pvp,r	Pvp, bar
298	0,42	0,0000	0,0001
323	0,46	0,0000	0,0005
348	0,49	0,0001	0,0027
373	0,53	0,0003	0,0113
398	0,57	0,0010	0,0379
423	0,60	0,0029	0,1065
448	0,64	0,0070	0,2600
473	0,67	0,0152	0,5649
498	0,71	0,0299	1,1140
523	0,74	0,0544	2,0270
548	0,78	0,0926	3,4487

 

Корреляция Амброуза-Уолтона.

 

где

Т	Тr	τ	f(0)	f(1)	f(2)	Pvp,r	Pvp, bar
298	0,42	0,58	-7,3100	-10,0411	-0,4400	0,0000	0,0001
323	0,46	0,54	-6,3052	-8,2518	-0,3432	0,0000	0,0005
348	0,49	0,51	-5,4543	-6,8153	-0,2578	0,0001	0,0028
373	0,53	0,47	-4,7246	-5,6488	-0,1848	0,0003	0,0117
398	0,57	0,43	-4,0918	-4,6919	-0,1245	0,0010	0,0391
423	0,60	0,40	-3,5376	-3,8993	-0,0765	0,0029	0,1095
448	0,64	0,36	-3,0476	-3,2368	-0,0399	0,0071	0,2659
473	0,67	0,33	-2,6109	-2,6782	-0,0138	0,0154	0,5745
498	0,71	0,29	-2,2187	-2,2032	0,0030	0,0303	1,1271
523	0,74	0,26	-1,8639	-1,7960	0,0121	0,0548	2,0425
548	0,78	0,22	-1,5408	-1,4440	0,0147	0,0930	3,4651

1-Метилэтилметаноат

 

Корреляция Ли-Кесслера.

Она основана на использовании принципа соответственных состояний.

Давление P_vp определяем из приведенного давления насыщенных паров P_vp,r и критического давления данного вещества. Критическое давление определяем методом Лидерсена, поскольку для данного вещества экспериментальные данные отсутствуют.

Т	Тr	f(0)	f(1)	Pvp,r	Pvp, bar
298	0.57	-3.9869	-4.6056	0.0047	0.1918
323	0.62	-3.2637	-3.5627	0.0131	0.5403
348	0.67	-2.6492	-2.7387	0.0311	1.2786
373	0.72	-2.1203	-2.0821	0.0643	2.6420
398	0.77	-1.6590	-1.5542	0.1195	4.9084
423	0.81	-1.2518	-1.1249	0.2041	8.3883
448	0.86	-0.8874	-0.7705	0.3268	13.4295
473	0.91	-0.5567	-0.4710	0.4976	20.4479
498	0.96	-0.2519	-0.2098	0.7300	29.9938

 

Корреляция Риделя

    

 

где  приведенная температура кипения.

А	В	С	D	Θ	Αc	ψ
10,491673	10,79144	-5,2549	0,29976	-0,2998	7,335113	2,087338

Т	Тr	Pvp,r	Pvp, bar
298	0,57	0,0045	0,1828
323	0,62	0,0128	0,5176
348	0,67	0,0303	1,2304
373	0,72	0,0630	2,5533
398	0,77	0,1174	4,7628
423	0,81	0,2015	8,1707
448	0,86	0,3237	13,1286
473	0,91	0,4946	20,0588
498	0,96	0,7279	29,5195

Корреляция Амброуза-Уолтона.

где

Т	Тr	τ	f(0)	f(1)	f(2)	Pvp,r	Pvp, bar
298	0,57	0,43	-3,9712	-4,5157	-0,1136	0,0048	0,1955
323	0,62	0,38	-3,2561	-3,5142	-0,0546	0,0134	0,5425
348	0,67	0,33	-2,6471	-2,7233	-0,0157	0,0313	1,2686
373	0,72	0,28	-2,1210	-2,0889	0,0061	0,0642	2,6015
398	0,77	0,23	-1,6606	-1,5724	0,0144	0,1188	4,8165
423	0,81	0,19	-1,2528	-1,1455	0,0127	0,2029	8,2290
448	0,86	0,14	-0,8874	-0,7871	0,0052	0,3253	13,1937
473	0,91	0,09	-0,5563	-0,4812	-0,0037	0,4962	20,1219
498	0,96	0,04	-0,2520	-0,2140	-0,0083	0,7284	29,5383

 

1,4-Диаминобутан

 

Корреляция Ли-Кеслера.

Она основана на использовании принципа соответственных состояний.

Давление P_vp определяем из приведенного давления насыщенных паров P_vp,r и критического давления данного вещества. Критическое давление определяем методом Лидерсена, поскольку для данного вещества экспериментальные данные отсутствуют.

Т	Тr	f(0)	f(1)	Pvp,r	Pvp, bar
298	0.47	-6.0010	-7.8332	0.0000	0.0016
323	0.51	-5.1056	-6.3472	0.0002	0.0087
348	0.55	-4.3452	-5.1477	0.0008	0.0355
373	0.59	-3.6920	-4.1715	0.0027	0.1152
398	0.63	-3.1250	-3.3714	0.0072	0.3118
423	0.67	-2.6281	-2.7115	0.0169	0.7298
448	0.71	-2.1888	-2.1642	0.0351	1.5182
473	0.75	-1.7970	-1.7075	0.0664	2.8691
498	0.79	-1.4446	-1.3237	0.1161	5.0129
523	0.83	-1.1248	-0.9983	0.1902	8.2169
548	0.87	-0.8319	-0.7188	0.2961	12.7918
573	0.91	-0.5609	-0.4748	0.4425	19.1145
598	0.95	-0.3077	-0.2568	0.6406	27.6730

 

Корреляция Риделя

    

 

где приведенная температура кипения.

 

А	В	С	D	θ	αc	ψ
13,9173	14,3149	-8,1977	0,3976	-0,3976	8,5031	1,4997

 

Т	Тr	Pvp,r	Pvp, bar
298	0,47	0,0000	0,0016
323	0,51	0,0002	0,0084
348	0,55	0,0008	0,0341
373	0,59	0,0026	0,1105
398	0,63	0,0070	0,2991
423	0,67	0,0164	0,7009
448	0,71	0,0343	1,4610
473	0,75	0,0649	2,7684
498	0,79	0,1138	4,8522
523	0,83	0,1872	7,9808
548	0,87	0,2925	12,4695
573	0,91	0,4387	18,7029
598	0,95	0,6376	27,1794

 

Корреляция Амброуза-Уолтона.

где

Т	Тr	τ	f(0)	f(1)	f(2)	Pvp,r	Pvp, bar
298	0,47	0,53	-5,9630	-7,6649	-0,3091	0,0000	0,0017
323	0,51	0,49	-5,0766	-6,2035	-0,2198	0,0002	0,0090
348	0,55	0,45	-4,3251	-5,0386	-0,1462	0,0009	0,0364
373	0,59	0,41	-3,6797	-4,0984	-0,0882	0,0027	0,1167
398	0,63	0,37	-3,1188	-3,3308	-0,0448	0,0073	0,3124
423	0,67	0,33	-2,6262	-2,6971	-0,0146	0,0170	0,7242
448	0,71	0,29	-2,1893	-2,1686	0,0040	0,0351	1,4957
473	0,75	0,25	-1,7985	-1,7232	0,0130	0,0660	2,8141
498	0,79	0,21	-1,4460	-1,3441	0,0145	0,1151	4,9073
523	0,83	0,17	-1,1254	-1,0180	0,0106	0,1887	8,0432
548	0,87	0,13	-0,8317	-0,7345	0,0037	0,2940	12,5336
573	0,91	0,09	-0,5605	-0,4850	-0,0036	0,4398	18,7509
598	0,95	0,05	-0,3077	-0,2620	-0,0081	0,6374	27,1739

 

Задание №8

 

Для четырех соединений, приведенных в таблице, рекомендованными методами вычислить  и

2,3,4-Триметилпентан

 

Уравнение Ли-Кесслера.

;

для стандартных условий

приведенную температуру найдем как , в интервале от 298К до .

приведенное давление возьмем из задания №7  ацентрический фактор  возьмем из задания №3.

Т	Тr	ΔvZ	Ψ	ΔvH0T	ΔvHT
298	0,53	0.9953	8.0406	37758.14	37578.95
323	0,57	0.9880	7.8182	36713.87	36274.23
348	0,62	0.9746	7.6050	35712.78	34805.55
373	0,66	0.9528	7.4052	34774.31	33132.94
398	0,70	0.9208	7.2242	33924.31	31237.23
423	0,75	0.8771	7.0692	33196.57	29115.40
448	0,79	0.8201	6.9495	32634.49	26763.76
473	0,84	0.7477	6.8768	32293.05	24146.95
498	0,88	0.6557	6.8657	32240.90	21139.26
523	0,93	0.5337	6.9343	32562.85	17378.66

 

Корреляция Риделя

 

;

 для стандартных условий ,

R=8.314,  - возьмем из задания №3, - возьмем из задания №7, , в интервале от 298К до .

Т	Тr	ΔvZ	Ψ	ΔvH0T	ΔvHT
298	0,53	0,9953	8,0355	37734,44	37558,03
323	0,57	0,9882	7,8187	36716,17	36283,23
348	0,62	0,9750	7,6110	35740,81	34846,47
373	0,66	0,9535	7,4165	34827,63	33207,10
398	0,70	0,9218	7,2408	34002,34	31344,35
423	0,75	0,8785	7,0909	33298,49	29252,83
448	0,79	0,8219	6,9761	32759,20	26926,12
473	0,84	0,7499	6,9079	32439,07	24325,78
498	0,88	0,9953	8,0355	37734,44	37558,03
523	0,93	0,9882	7,8187	36716,17	36283,23

 

Корреляция Амброуза-Уолтона

 

;

 для стандартных условий ;

 приведенную температуру найдем как , в интервале от 298К до .

приведенное давление возьмем из задания №7  ; ацентрический фактор  возьмем из задания №3.

 

Т	Тr	τ	ΔvZ	Ψ	ΔvH0T	ΔvHT
298	0,53	0,47	0,9950	7,9532	37347,82	37161,89
323	0,57	0,43	0,9876	7,7074	36193,59	35745,55
348	0,62	0,38	0,9741	7,4924	35183,80	34272,84
373	0,66	0,34	0,9524	7,3086	34320,59	32688,59
398	0,70	0,30	0,9208	7,1562	33605,15	30945,29
423	0,75	0,25	0,8777	7,0358	33039,95	28999,67
448	0,79	0,21	0,8213	6,9490	32631,95	26802,17
473	0,84	0,16	0,7493	6,8991	32397,63	24277,03
498	0,88	0,12	0,6573	6,8938	32372,85	21279,77
523	0,93	0,07	0,5354	6,9504	32638,75	17475,47

 

2-Изопропил-5-метилфенол

 

Уравнение Ли-Кеслера.

;

для стандартных условий

приведенную температуру найдем как , в интервале от 298К до .

приведенное давление возьмем из задания №7  ацентрический фактор  возьмем из задания №3.

Т	Тr	ΔvZ	Ψ	ΔvH0T	ΔvHT
298	0,42	1,0000	11,3574	66425,87	66424,98
323	0,46	0,9999	11,0380	64558,12	64552,83
348	0,49	0,9996	10,7214	62706,58	62683,74
373	0,53	0,9987	10,4089	60878,55	60802,23
398	0,57	0,9965	10,1020	59083,73	58875,79
423	0,60	0,9916	9,8030	57334,81	56853,90
448	0,64	0,9825	9,5146	55648,10	54674,01
473	0,67	0,9672	9,2404	54044,21	52272,64
498	0,71	0,9438	8,9847	52548,93	49596,79
523	0,74	0,9105	8,7531	51194,11	46610,63
548	0,78	0,8656	8,5521	50018,63	43294,20

Корреляция Риделя.

;

для стандартных условий ,

R=8.314, -возьмем из задания №3., -Возьмем из задания №7., , в интервале от 298К до .

Т	Тr	ΔvZ	Ψ	ΔvH0T	ΔvHT
298	0,42	1,0000	11,2302	65682,07	65681,29
323	0,46	0,9999	10,9259	63902,56	63898,06
348	0,49	0,9997	10,6244	62138,93	62120,04
373	0,53	0,9990	10,3268	60398,34	60336,64
398	0,57	0,9972	10,0347	58690,29	58525,23
423	0,60	0,9934	9,7504	57027,20	56650,93
448	0,64	0,9864	9,4765	55425,05	54671,05
473	0,67	0,9747	9,2164	53904,05	52542,56
498	0,71	0,9569	8,9745	52489,45	50228,83
523	0,74	0,9315	8,7562	51212,45	47701,91
548	0,78	0,8968	8,5679	50111,16	44937,81

 

Корреляция Амброуза-Уолтона

 

;

для стандартных условий ;

приведенную температуру найдем как , в интервале от 298К до .

приведенное давление возьмем из задания №7  ; ацентрический фактор  возьмем из задания №3.

Т	Тr	τ	ΔvZ	Ψ	ΔvH0T	ΔvHT
298	0,42	0,58	1,0000	11,5756	67702,60	67701,85
323	0,46	0,54	0,9999	11,1554	65244,57	65240,04
348	0,49	0,51	0,9997	10,7563	62910,70	62891,29
373	0,53	0,47	0,9990	10,3810	60715,48	60651,74
398	0,57	0,43	0,9971	10,0312	58669,46	58499,42
423	0,60	0,40	0,9932	9,7082	56780,21	56395,08
448	0,64	0,36	0,9861	9,4129	55053,25	54287,15
473	0,67	0,33	0,9743	9,1462	53493,23	52118,83
498	0,71	0,29	0,9564	8,9088	52105,13	49833,97
523	0,74	0,26	0,9309	8,7021	50895,93	47379,29
548	0,78	0,22	0,8962	8,5278	49876,71	44701,59

 

1-Метилэтилметаноат

 

Уравнение Ли-Кесслера.

;

для стандартных условий

приведенную температуру найдем как , в интервале от 298К до .

приведенное давление возьмем из задания №7  ацентрический фактор  возьмем из задания №3.

Т	Тr	ΔvZ	Ψ	ΔvH0T	ΔvHT
298	0,57	0.9875	7.7819	33641.14	33221.48
323	0,62	0.9722	7.5535	32653.82	31745.57
348	0,67	0.9467	7.3415	31737.07	30044.85
373	0,72	0.9087	7.1531	30922.64	28100.90
398	0,77	0.8565	6.9981	30252.77	25912.25
423	0,81	0.7879	6.8894	29782.68	23466.52
448	0,86	0.6993	6.8433	29583.32	20687.41
473	0,91	0.5822	6.8805	29744.48	17316.34
498	0,96	0.4113	7.0272	30378.37	12493.41

 

Корреляция Риделя

 

;

для стандартных условий ,

R=8.314, -возьмем из задания №3., -Возьмем из задания №7., , в интервале от 298К до .

Т	Тr	ΔvZ	Ψ	ΔvH0T	ΔvHT
298	0,57	0,9880	7,8163	33789,72	33382,67
323	0,62	0,9730	7,5913	32817,11	31931,53
348	0,67	0,9480	7,3826	31915,03	30256,96
373	0,72	0,9107	7,1976	31115,20	28337,76
398	0,77	0,8591	7,0460	30459,84	26169,07
423	0,81	0,7911	6,9406	30004,15	23734,94
448	0,86	0,7027	6,8978	29819,01	20954,92
473	0,91	0,5856	6,9383	29994,17	17564,14
498	0,96	0,4141	7,0881	30641,78	12687,25

 

Корреляция Амброуза-Уолтона

;

 для стандартных условий ;

 приведенную температуру найдем как , в интервале от 298К до .

приведенное давление возьмем из задания №7  ; ацентрический фактор  возьмем из задания №3.

Т	Тr	τ	ΔvZ	Ψ	ΔvH0T	ΔvHT
298	0,57	0,43	0,9871	7,6708	33160,93	32733,50
323	0,62	0,38	0,9717	7,4422	32172,37	31261,74
348	0,67	0,33	0,9464	7,2501	31342,23	29661,90
373	0,72	0,28	0,9090	7,0951	30671,94	27879,76
398	0,77	0,23	0,8574	6,9779	30165,34	25864,15
423	0,81	0,19	0,7894	6,9011	29833,55	23549,59
448	0,86	0,14	0,7009	6,8711	29703,66	20820,75
473	0,91	0,09	0,5838	6,9025	29839,19	17420,57
498	0,96	0,04	0,4134	7,0358	30415,79	12574,31

 

1,4-Диаминобутан

 

Уравнение Ли-Кеслера.

;

 для стандартных условий

приведенную температуру найдем как , в интервале от 298К до .

приведенное давление возьмем из задания №7  ацентрический фактор  возьмем из задания №3.

 

Т	Тr	ΔvZ	Ψ	ΔvH0T	ΔvHT
298	0,47	0.9998	10.4921	54985.46	54975.76
323	0,51	0.9992	10.1644	53268.14	53228.08
348	0,55	0.9976	9.8424	51580.68	51454.44
373	0,59	0.9935	9.5287	49936.51	49614.10
398	0,63	0.9856	9.2266	48353.51	47655.19
423	0,67	0.9716	8.9407	46855.04	45526.48
448	0,71	0.9498	8.6766	45471.12	43188.03
473	0,75	0.9180	8.4417	44239.75	40614.05
498	0,79	0.8745	8.2449	43208.40	37783.67
523	0,83	0.8167	8.0974	42435.70	34656.46
548	0,87	0.7412	8.0130	41993.32	31123.68
573	0,91	0.6410	8.0082	41967.96	26902.36
598	0,95	0.4997	8.1028	42463.68	21219.02

 

Корреляция Риделя.

;

для стандартных условий , R=8.314,  - возьмем из задания №3, - возьмем из задания №7, , в интервале от 298К до .

Т	Тr	ΔvZ	Ψ	ΔvH0T	ΔvHT
298	0,47	0,9998	10,4520	54774,98	54765,50
323	0,51	0,9993	10,1364	53121,09	53082,11
348	0,55	0,9976	9,8264	51496,67	51374,06
373	0,59	0,9937	9,5246	49914,99	49601,87
398	0,63	0,9860	9,2343	48393,69	47714,59
423	0,67	0,9724	8,9599	46955,83	45660,75
448	0,71	0,9511	8,7072	45631,04	43398,44
473	0,75	0,9200	8,4831	44456,84	40898,11
498	0,79	0,8770	8,2967	43480,09	38133,66
523	0,83	0,8199	8,1591	42758,67	35058,27
548	0,87	0,7449	8,0836	42363,30	31555,67
573	0,91	0,6449	8,0867	42379,60	27332,66
598	0,95	0,5033	8,1880	42910,27	21597,07

Корреляция Амброуза-Уолтона.

;

 для стандартных условий ;

приведенную температуру найдем как , в интервале от 298К до .

приведенное давление возьмем из задания №7  ; ацентрический фактор  возьмем из задания №3.

Т	Тr	τ	ΔvZ	Ψ	ΔvH0T	ΔvHT
298	0,47	0,53	0,9998	10,552	55299,19	55289,05
323	0,51	0,49	0,9992	10,1475	53179,53	53137,79
348	0,55	0,45	0,9975	9,7729	51216,13	51086,1
373	0,59	0,41	0,9934	9,4299	49418,83	49091,27
398	0,63	0,37	0,9853	9,1199	47794,21	47093,38
423	0,67	0,33	0,9715	8,8438	46347,12	45025,66
448	0,71	0,29	0,9499	8,6025	45082,52	42822,98
473	0,75	0,25	0,9186	8,3974	44007,78	40424,33
498	0,79	0,21	0,8755	8,231	43135,84	37767,21
523	0,83	0,17	0,8183	8,1078	42490,04	34771,52
548	0,87	0,13	0,7433	8,0359	42112,97	31304,44
573	0,91	0,09	0,6438	8,0308	42086,27	27094,47
598	0,95	0,05	0,5035	8,1273	42592,24	21443,41

Задание №9

 

Для первого вещества рекомендованными методами рассчитать вязкость вещества при Т=730К и низком давлении.

Теоретический расчет:

где  - вязкость при низком давлении; М - молярная масса; Т - температура;  -интеграл столкновений; диаметр.

где характеристическая температура  где - постоянная Больцмана; - энергетический параметр; A=1.16145;B=0.14874; C=0.52487; D=077320; E=2.16178; F=2.43787.

 где - ацентрический фактор; и  -возьмем из предыдущих заданий.

2,3,4-Триметилпентан

 

;

;

Метод Голубева.

Т.к. приведенная температура  то используем формулу:

где  где - молярная масса, критическое давление и критическая температура соответственно.

 мкП.

Метод Тодоса.

где  -критическая температура, критическое давление, молярная масса соответственно.

Задание №10.

Для первого соединения рассчитать рекомендованными методами вязкость вешества при температуре 730К. и давлении 100атм.

 

2,3,4-Триметилпентан

 

Расчет, основанный на понятии остаточной вязкости.

где - вязкость плотного газа мкП;  - вязкость при низком давлении мкП; - приведенная плотность газа;  

 

Задание №11

 

Для первого вещества рекомендованными методами рассчитать теплопроводность вещества при температуре 730К и низком давлении.

Теплопроводность индивидуальных газов при низких давлениях рассчитывается по:

Корреляции Эйкена;

Модифицированной корреляции Эйкена и по корреляции Мисика-Тодоса.

Корреляция Эйкена.

 

где  взято из задания №9; М=114,23 г/моль молярная масса вещества; - изобарная теплоемкость; R=1,987.

;

 

Модифицированная корреляция Эйкена.

где  взято из задания №9; М=114,23 г/моль молярная масса вещества; - изобарная теплоемкость; R=1,987.

;

 

Корреляция Мисика-Тодоса.

 

где   - критическая температура давление и молярная масса соответственно;  теплоемкость вещества при стандартных условиях; - приведенная температура.

 

 

Задание №12

 

Для первого соединения рассчитать рекомендованными методами теплопроводность вещества при температуре 730К и давлении 100 атм.

 

2,3,4-Триметилпентан

 

, выбираем уравнение:

 

Где  - критическая температура давление объем и молярная масса соответственно.

, , .

Еще из раздела Химия:

• Курсовая работа: Определение термодинамических активностей компонентов бронзы БрБ2
• Реферат: Нрфтр
• Учебное пособие: Фуран. Тиофен. Пиррол
• Реферат: Силикатная промышленность
• Доклад: Фенолформальдегидные смолы
• Реферат: Пространственное движение одной частицы
• Лабораторная работа: Подгруппа углерода

---