Физико-химические свойства и особенности структуры растворов хлорбензолорто-дихлорбензол

Долженкова Юлия Викторовна

Студентка

Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова,

химический факультет, Москва, Россия

E-mail: yulyastaryoskol@mail.ru
Анализ экспериментальных данных по физико-химическим свойствам и данных компьютерного моделирования показывает, что в растворах органических соединений образуются молекулярные агломераты (ансамбли наиболее прочно связанных молекул), которые приводят к микрогетерогенному строению растворов. Время жизни агломератов достаточно велико (порядка наносекунд), и их можно считать важнейшим элементом структуры жидкости, влияющим на её свойства. В некоторых системах растворов молекулярные агломераты могут быть стабилизированы системой специфических молекулярных контактов. Так, при изучении структуры хлорорганических кристаллических веществ было показано, что важной чертой их строения является Cl-агрегация, когда атомы хлора в кристалле образуют агрегаты, в которых каждый атом имеет в своем ближайшем окружении один или несколько таких же атомов из соседних молекул [1]. В дальнейшем на основании обширного исследования галогенорганических кристаллов было сделано заключение, что галоген-агрегация является весьма типичным явлением и существует не только в кристаллах, но и в жидкостях и жидких растворах.

В данной работе с целью выявления возможной роли Cl-агрегации и особенностей структуры изучены физико-химические свойства растворов хлорбензолорто-дихлорбензол. Измерены скорость ультразвука и плотность растворов. Скорость ультразвука измерялась импульсным методом на частоте 5.5 МГц, плотность пикнометрическим методом. Измерения проводились при 25C, особое внимание уделялось областям малых концентраций (х  0.1 м. д.) как со стороны одного, так и другого компонентов. Адиабатическая сжимаемость определялась по формуле Лапласа. Были рассчитаны избыточные молярный объем V^E и адиабатическая сжимаемость β_s^E и проанализированы концентрационные зависимости указанных параметров.

Обнаружено, что адиабатическая сжимаемость растворов уменьшается почти линейно с концентрацией. Избыточная адиабатическая сжимаемость отрицательна во всей области концентраций и очень мала по абсолютной величине. Избыточный молярный объем положителен в области концентраций 0 – 0.6 м. д. и отрицателен при более высоких концентрациях орто-дихлорбензола. На зависимостях V^E(х) и β_s^E(х) обнаружены аномалии при малых добавках растворенного вещества, которые свидетельствуют о сильном влиянии молекул растворенного вещества на локальную структуру растворителя. Проанализированы факторы, влияющие на величину избыточных адиабатической сжимаемости и молярного объема; показано, что гетеромолекулярные взаимодействия в изученной системе несколько сильнее, чем гомомолекулярные. Сравнение полученных результатов с данными по молекулярному светорассеянию [2] для этой системы позволило проследить за эволюцией структуры растворов.

Литература
1. Гринева О.В., Зоркий П.М. Энергия межмолекулярного взаимодействия в кристаллах хлорсодержащих органических соединений //Журн. физ. химии. 2000. Т. 74. С. 1937-1943.

2. Abramovich A.I., Lanshina L.V. Analysis of structure and molecular interactions in chlorobenzene solutions of o-dichlorobenzene and o-chlorotoluene. // Abstracts of 5-th International Conference Physics of liquid matter: Modern problems. Kyiv. 2010. P. 137-138.