مطالعه رفتار ترمو فیزیکی محلول های مواد فعال سطحی در آب

روش های به نسبت دقیقی برای توصیف رفتار ترمودینامیکی سیالات شامل مولکول های ساده پیشنهاد شده است ولی بسیاری از سیالات به خصوص مخلوط آن ها جزو سیالات ساده نیستند. در چنین سیالاتی نیروهای بین مولکولی مانند نیروهای قطبی قوی، نیروهای تجمعی و سایر نیروها در تعیین ساختار نقش دارند. سیالاتی که قادر به تشکیل کمپلکس می باشند سیالات تجمعی نامیده می شوند. امروزه روش های مکانیک آماری قادر به تعیین رفتار ترموفیزیکی سیالات تجمعی و پیچیده هستند.

از میان این روش ها نظریه SAFT قابلیت زیادی در مطالعه رفتار ترمودینامیکی و تعادلات فازی سیالات تجمعی و غیرتجمعی دارد. در این پایان نامه نسخه جدیدی از معادلات حالت SAFT ، به نام heterosegmented SAFT یا به اختصار hetero-SAFT برای استخراج خواص تعادل فازی و مشتقات مرتبه اول و دوم محلول آبی مواد فعال سطحی با بدست آوردن انرژی آزاد هلمهولتز سامانه توسعه داده شده است.

با محاسبه مقادیر فشار اشباع برای محلول آبی 06 0% مولی (یا mol kg 5-10?3394) از ماده فعال سطحی SDS و مقایسه آن ها با مقادیر تجربی در فاصله K 15 298 تا K 15 313، مقدار انحراف میانگین 1 9 % بدست آمد. ظرفیت گرمایی در حجم و فشار ثابت، سرعت صوت و ضریب تراکم پذیری همدما نیز نمونه هایی از خواص مشتق مرتبه دومی بودند که در کار تحقیقاتی حاضر محاسبه شدند.

با توجه به اینکه داده های تجربی برای ظرفیت های گرمایی، سرعت صوت و ضریب تراکم پذیری همدمای محلول SDS موجود نبود، لذا محاسبات برای آب خالص نیز انجام شد و نمودار ظرفیت های گرمایی و سرعت صوت در دمای K 400 به عنوان نمونه نشان داده شد.

نتایج بدست آمده برای ظرفیت های گرمایی انحراف زیادی را نشان دادند، اما نتایج حاصل برای سرعت صوت بهتر بود. به نظر می رسد یکی از دلایل انحراف نتایج ظرفیت های گرمایی آب از مقادیر تجربی، عدم اعمال جمله تجمع در مدل بکار رفته می باشد که باید در کارهای آتی اصلاح شود. با محاسبه نقطه بحرانی مایسلی شدن برای محلول آبی حاوی SDS مشخص شد مقدار محاسبه شده در دمای K 15 313، که عبارت است از 0078 0، نسبت به مقدار تجربی 0087 0، دارای انحراف میانگین 34 10 % می باشد.

اساتید راهنما: دکتر علیرضا بهرامیان، دکتر علی مقاری

سال انتشار: بهمن 1392