عنوان                                                              فهرست مطالب                                             صفحه
فصل اول: مقدمه…………………………………………………………………………………………………………………………………………………….. 1
مخلوط­های دوتایی          1
فصل دوم: مبانی تئوری……………………………………………………………………………………………………………………………………………………. 5
2-1- گرانروی.. 5
2-1-1- واحدهای گرانروی………………………………………………………………………………………………………………………. 8
2-1-2-روش­های اندازه­گیری گرانروی………………………………………………………………………………………………………………………………………. 9
2-1-2-1- گرانرومتر استوالد………………………………………………………………………………………………………………….. 9
2-1-2-2- روش استوک…………………………………………………………………………………………………………………………. 10
2-1-2-3-گرانرومتر شات گراته……………………………………………………………………………………………………………… 11
2-2- چگالی……………………………………………………………………………………………………………………………………………… 12
2-2-1- استفاده از پیکنومتر………………………………………………………………………………………………………………….. 13
2-2-2- چگالی­سنج دیجیتالی آنتون پار………………………………………………………………………………………………… 14
2-3- ترمودینامیک محلول­ها……………………………………………………………………………………………………………………. 17
2-4- توابع اضافی…………………………………………………………………………………………………………………………………….. 18
2-5- نحوه محاسبه و اندازه گیری توابع ترمودینامیکی………………………………………………………………………… 21
2-5-1- حجم مولار اضافی……………………………………………………………………………………………………………………… 21
2-5-1-1-مدل­های حجم مولار اضافی و پارامتر­های برهمکنش………………………………………………………….. 22
2-5-1-2- مدل پریگوگن-فلوری-پترسون…………………………………………………………………………………………….. 23
2-5-2- ضریب انبساط دمایی و دمایی اضافی هم­فشار………………………………………………………………………… 26

2-5-3- انحراف گرانروی 28
2-5-4- انرژی آزاد گیبس اضافی…………………………………………………………………………………………………………… 28
2-5-5- معادله چند جمله ای ردلیچ-کیستر………………………………………………………………………………………… 30
2-5-6- حجم مولی جزئی و مولی جزئی اضافی…………………………………………………………………………………… 31
فصل سوم: بخش تجربی…………………………………………………………………………………………………………………………………………………… 34
3-1- مواد مصرفی…………………………………………………………………………………………………………………………………….. 34
3-2- وسایل و تجهیزات…………………………………………………………………………………………………………………………… 34
3-3- اندازه گیری چگالی مایعات……………………………………………………………………………………………………………. 35
3-4- تعیین حجم مولار اضافی ………………………………………………………………………………………………………. 41
3-5- معادله بررسی شده برای حجم مولار اضافی (پریگوگن-فلوری –پترسون ).. 45
3-6- تعیین ضریب انبساط دمایی اضافی………………………………………………………………………………………………. 46
3-7- اندازه گیری گرانروی………………………………………………………………………………………………………………………. 49
3-8- انحراف گرانروی………………………………………………………………………………………………………………………………. 51
3-9- انرژی آزاد گیبس اضافی فعالسازی G*E…………………………………………………………………………………….. 55
3-10- محاسبه حجم­های مولی جزیی و حجم­های مولی جزیی اضافی……………………………………………. 59
فصل چهارم : بحث و نتیجه­گیری……………………………………………………………………………………………………………. 67
4-1- تغییرات حجم اضافی مخلوط­ها…………………………………………………………………………………………………… 67
4-2- بررسی تغییرات انحراف گرانروی (Δη) مخلوط­ها………………………………………………………………….. 71
4-3- بررسی تغییرات انرژی آزاد گیبس اضافی فعالسازی G*E…………………………………………………………. 76
-3- بررسی تغییرات ضریب انبساط پذیری دمایی هم­فشار………………………………………………………………….. 78
 
4-4- حجم­های مولی جزئی و حجم­های مولی جزئی اضافی مخلوط­های دو جزئی………………………….. 81
فصل پنجم: نتیجه گیری کلی…………………………………………………………………………………………………………………………………………………. 86
نتیجه‌گیری………………………………………………………………………………………………………………………………………………… 86
پیشنهاداتی برای تحقیقات آتی………………………………………………………………………………………………………………… 88
مراجع  ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………… 89
 
عنوان                                                       فهرست جداول                                             صفحه
جدول3-1- مواد مصرف شده ، نام شرکت و درجه خلوص…… 34
جدول 3-2- چگالی ترکیبات خالص در دمای 298.15 با توجه به مراجع ذکر شده.. 37
جدول 3-3- چگالی سیستم دوتایی سولفولان + کلروبنزن در کسر مولی های مختلف….. 38
جدول3-4- چگالی سیستم دوتایی سولفولان + بروموبنزن در کسر مولی های مختلف….. 39
جدول 3-5- چگالی سیستم دوتایی سولفولان + نیتروبنزن در کسر مولی های مختلف….. 40
جدول 3-6- حجم مولار اضافی برای سیستم دوتایی سولفولان + کلروبنزن در دماهای مختلف….. 42
جدول 3-7- ضرایب ردلیچ کیستر و انحراف استاندارد برای سیستم دوتایی سولفولان + کلروبنزن                     42
جدول 3-8- حجم مولار اضافی برای سیستم دوتایی سولفولان + بروموبنزن در دماهای مختلف    43

جدول 3-9- ضرایب ردلیچ کیستر و انحراف استاندارد برای سیستم دوتایی سولفولان + بروموبنزن        43
جدول 3-10- حجم مولار اضافی برای سیستم دوتایی سولفولان + نیتروبنزن در دماهای مختلف 44
جدول 3-11- ضرایب ردلیچ کیستر و انحراف استاندارد برای سیستم دوتایی سولفولان + نیتروبنزن                44
جدول 3-12- مقادیر حجم مولار اضافی،انحراف استاندارد و پارامتر برهمکنش برای سیستم­های دوتایی توسط تئوری پریگوگن-فلوری- پترسون در دماهای مختلف….. 45
جدول 3-13- مقادیر ضریب انبساط دمایی اضافی برای سیستم دوتایی سولفولان + کلروبنزن در دماهای مختلف       46
جدول 3-14- ضرایب ردلیچ کیستر و انحراف استاندارد ضریب انبساط دمایی اضافی برای سیستم دوتایی سولفولان + کلروبنزن… 46
جدول 3-15- مقادیر ضرایب انبساط دمایی اضافی برای سیستم دوتایی سولفولان + بروموبنزن در دماهای مختلف       47
جدول 3-16- ضرایب ردلیچ کیستر و انحراف استاندارد ضریب انبساط دمایی اضافی برای سیستم دوتایی سولفولان +   بروموبنزن… 47
جدول 3-17- مقادیر ضریب انبساط دمایی اضافی برای سیستم دوتایی سولفولان + نیترووبنزن در دماهای مختلف     …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… 48
جدول 3-18- ضرایب ردلیچ کیستر و انحراف استاندارد ضریب انبساط دمایی اضافی برای سیستم دوتایی سولفولان + + نیتروبنزن… 48
جدول 3-19- شماره­های کاپیلار جهت اندازه گیری گرانروی مایعات مختلف… … 50
جدول 3-20- گرانروی ترکیبات خالص در دمای 298.15 کلوین با توجه به مراجع ذکر شده 50
جدول 3-21- گرانروی مطلق و انحراف گرانروی برای سیستم دوتایی سولفولان + کلروبنزن.. .. 52
جدول 3-22- ضرایب ردلیچ کیستر و انحراف استاندارد برای سیستم دوتایی سولفولان + کلروبنزن.. .. 52
جدول 3-23- گرانروی مطلق و انحراف گرانروی برای سیستم دوتایی سولفولان + بروموبنزن.. .. 53
جدول 3-24- ضرایب ردلیچ کیستر و انحراف استاندارد برای سیستم دوتایی سولفولان + بروموبنزن 53
جدول 3-25- گرانروی مطلق و انحراف گرانروی برای سیستم دوتایی سولفولان + نیترووبنزن.. .. 54
جدول 3-26- ضرایب ردلیچ کیستر و انحراف استاندارد برای سیستم دوتایی سولفولان + نیترووبنزن 54
جدول 3-27- مقادیر برای سیستم دوتایی سولفولان + کلروبنزن در دماهای مختلف… … 56
جدول 3-28- ضرایب ردلیچ-کیستر و انحراف استاندارد برای سیستم دوتایی سولفولان + کلروبنزن      56
جدول 3-29- مقادیر برای سیستم دوتایی سولفولان + بروموبنزن در دماهای مختلف… … 57
جدول 3-30- ضرایب ردلیچ-کیستر و انحراف استاندارد برای سیستم دوتایی سولفولان + بروموبنزن 57
جدول 3-31- مقادیر برای سیستم دوتایی سولفولان + نیتروبنزن در دماهای مختلف… … 58
جدول 3-32- ضرایب ردلیچ-کیستر و انحراف استاندارد برای سیستم دوتایی سولفولان + نیترووبنزن    58
جدول 3-33- حجم مولی ترکیبات خالص در سه دما 60
جدول 3-34- حجم مولی جزیی و برای سیستم دوتایی سولفولان + کلروبنزن در دماهای مختلف      61
جدول 3-35- حجم مولی جزیی و برای سیستم دوتایی سولفولان + بروموبنزن در دماهای         مختلف      62
جدول 3-36- حجم مولی جزیی و برای سیستم دوتایی سولفولان + نیتروبنزن در دماهای مختلف      63
جدول 3-37- حجم مولی جزیی اضافی و برای سیستم دوتایی سولفولان + کلروبنزن در دماهای مختلف                                                                                                                   64
جدول 3-38- حجم مولی جزیی اضافی و برای سیستم دوتایی سولفولان+ بروموبنزن در دماهای مختلف      65
جدول 3-39- حجم مولی جزیی اضافی و برای سیستم دوتایی سولفولان + نیتروبنزن در دماهای مختلف      66

عنوان                                                     فهرست اشکال                                                 صفحه
            
شکل-2-1- سیالی که بین دوصفحه جریان دارد………………………………………………………………………………….. 7
شکل-2-2- گرانرومتر استوالد……………………………………………………………………………………………………………………. 9
شکل-2-3- دستگاه اندازه گیری گرانروی با روش استوک……………………………………………………………………… 10
شکل-2-4- ساختار گرانرومترشات گراته………………………………………………………………………………………………….. 11
شکل-2-5- پیکنومتر پر شده با مایع رنگی………………………………………………………………………………………………. 13
شکل-2-6- تصویر لوله Uشکل…………………………………………………………………………………………………………………. 15
شکل-2-7- ارتعاش نوسانگر……………………………………………………………………………………………………………………….. 16
شکل-2-8- تغییرات حجم محلول بر اثر افزایش یک مول حل­شونده……………………………………………………. 32
شکل-3-1- دستگاه چگالی سنج آنتون پار………………………………………………………………………………………………. 35
نمودار 3-2- نمودار تغییرات چگالی سیستم دوتایی سولفولان + کلروبنزن در دماهای مختلف………….. 38
نمودار 3-3- تغییرات چگالی سیستم دوتایی سولفولان+ بروموبنزن در دماهای مختلف . 39
نمودار 3-4- تغییرات چگالی سیستم دوتایی سولفولان + نیترو بنزن در دماهای مختلف….. 40
نمودار4-1- تغییرات حجم مولار اضافی برای سیستم دوتایی سولفولان + کلروبنزن در دماهای مختلف    67
نمودار4-2- تغییرات حجم مولار اضافی برای سیستم دوتایی سولفولان+ بروموبنزن در دماهای مختلف         68
نمودار4-3- تغییرات حجم مولار اضافی برای سیستم دوتایی سولفولان + نیترو بنزن در دماهای مختلف    68
نمودار4-5- تغییرات حجم مولار اضافی برای سیستم دوتایی سولفولان با حل­شونده ها در 15/298 کلوین. 70
نمودار4-6- تغییرات گرانروی برای سیستم دوتایی سولفولان + کلروبنزن در دماهای مختلف….. 72
نمودار4-7- تغییرات گرانروی برای سیستم دوتایی سولفولان+ بروموبنزن در دماهای مختلف….. 72
نمودار4-8- تغییرات گرانروی برای سیستم دوتایی سولفولان + نیترو بنزن در دماهای مختلف….. 73
نمودار4-9- تغییرات انحراف گرانروی برای سیستم دوتایی سولفولان + کلروبنزن در دماهای مختلف    73
نمودار4-10- تغییرات انحراف گرانروی برای سیستم دوتایی سولفولان+ بروموبنزن در دماهای مختلف 74
نمودار4-11- تغییرات انحراف گرانروی برای سیستم دوتایی سولفولان + نیترو بنزن در دماهای مختلف    74

این مطلب را هم بخوانید :

نمودار4-12- تغییرات برای سیستم دوتایی سولفولان + کلروبنزن در دماهای مختلف….. 76
نمودار4-13- تغییرات برای سیستم دوتایی سولفولان+ بروموبنزن در دماهای مختلف….. 76
نمودار4-14- تغییرات برای سیستم دوتایی سولفولان + نیترو بنزن در دماهای مختلف….. 77
نمودار4-15- تغییرات ضرایب انبساط دمایی و ضریب انبساط دمایی اضافی برای سیستم دوتایی سولفولان + کلروبنزن در دماهای مختلف….. 78
نمودار 4-16- تغییرات ضرایب انبساط دمایی و ضریب انبساط دمایی اضافی برای سیستم دوتایی سولفولان+ بروموبنزن در دماهای مختلف….. 79
نمودار 4-17- تغییرات ضرایب انبساط دمایی و ضریب انبساط دمایی اضافی برای سیستم دوتایی سولفولان + نیترو بنزن در دماهای مختلف….. 79
نمودار 4-18- تغییرات حجم مولی جزئی سولفولان برای سیستم دوتایی سولفولان + کلروبنزن در دماهای مختلف       81
نمودار 4-19- تغییرات حجم مولی جزئی کلروبنزن برای سیستم دوتایی سولفولان + کلروبنزن در دماهای مختلف       82
نمودار 4-20- تغییرات حجم مولی جزئی سولفولان برای سیستم دوتایی سولفولان + بروموبنزن در دماهای مختلف       83
نمودار 4-21- تغییرات حجم مولی جزئی بروموبنزن برای سیستم دوتایی سولفولان + بروموبنزن در دماهای مختلف       83
نمودار 4-22- تغییرات حجم مولی جزئی سولفولان برای سیستم دوتایی سولفولان + نیتروبنزن در دماهای مختلف       84
نمودار 4-23- تغییرات حجم مولی جزئی نیتروبنزن برای سیستم دوتایی سولفولان + نیتروبنزن در دماهای مختلف   …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….. 84
نمودار 4-24- تغییرات حجم مولی جزئی اضافی جزء اول برای سیستم­های دوتایی در 15/298 درجه کلوین.. 85
نمودار 4-25- تغییرات حجم مولی جزئی اضافی جزء دوم برای سیستم­های دوتایی در 15/298 درجه کلوین.. 85

فصل اول: مقدمه
مخلوط­های دوتایی
محلول به ترکیب همگن دو یا چند ماده گفته می­‌شود منظور از ترکیب همگن این است که اجزای تشکیل دهنده مخلوط در یک فاز باشند و اجزاء آن قابل تفکیک از یکدیگر نیستند.. به­طور معمول ماده­ای که به مقدار بیشتری در مخلوط موجود باشد، حلال نامیده می­شود. حلال می­تواند گاز، مایع و یا جامد باشد. به مواد دیگری که در محلول موجود هستند (به غیر از حلال) حل شونده می­گویند. حلال در هر فاز فیزیکی باشد، محلول هم در همان فاز خواهد بود. محلول­ها نقش بسیار مهمی در مطالعات علمی و تحقیقاتی دارند زیرا اکثر پدیده­های شیمیایی و بیوشیمیایی در فاز محلول انجام می­گیرد. سیستم های دوتایی از نقطه نظرهای متعددی حائز اهمیت می­باشند خواص شیمی فیزیکی مخلوط دوتایی از دو نقطه نظر نظری و عملی برای درک نظریه مایع اهمیت دارد ]1[. خواص ترمودینامیکی محلول­های مایع دوتایی اغلب براساس توابع اضافی هما­نند حجم مولار اضافی، آنتالپی اضافی و انرژی گیبس اضافی، مطرح می­شوند،­ مطالعه این خواص ترمودینامیکی و درجه انحراف آن از حالت ایده آل در درک طبیعت بر همکنش­های بین مولکولی میان دو محلول و همچنین به عنوان یک روش کمی و کیفی برای استنباط اطلاعات مربوط به ساختار مولکولی و نیروهای بین مولکولی بسیار مفید است [3,2].
از میان این خواص ترمودینامیکی، خواصی مانند چگالی، گرانروی، ضریب شکست، وخواص حجمی مرتبط با آن بیشتر مورد بررسی قرار می­گیرند زیرا این اطلاعات منعکس کننده رفتار واقعی حل شونده و میزان برهمکنش آن با حلال می­باشد که از این دانش می­توان در عملیات­های مهندسی مانند طراحی، کنترل و بهینه­سازی فرایندهای شیمیایی استفاده نمود [4].

اطلاعات چگالی، گرانروی مایعات خالص و مخلوط­ها به منظور اهداف نظری و عملی حائز اهمیت می‌باشند و از نظر کمی و کیفی در مطالعه جنبه­های ترمودینامیک – انتقال مرتبط با جریان مایع و گرما مفید می­باشد [5].