Hildebrand çözünürlük parametresi - Hildebrand solubility parameter

Hildebrand çözünürlük parametresi (δ) malzeme arasındaki etkileşimin derecesi sayısal bir tahminini verir ve iyi bir göstergesi olabilir çözünürlüğü özellikle de çok sayıda polar olmayan malzemeler için, polimerler . Benzer δ değerlerine sahip malzemeler muhtemelen karışabilir .

Tanım

Hildebrand çözünürlük parametresi, kohezif enerji yoğunluğunun kareköküdür :

Kohezif enerji yoğunluğu, birim hacimdeki moleküllerin komşularından sonsuz ayrıma ( ideal bir gaz ) tamamen çıkarılması için gereken enerji miktarıdır . Bu, bileşiğin buharlaşma ısısının yoğunlaştırılmış fazdaki molar hacmine bölünmesine eşittir . Bir malzemenin çözünmesi için, moleküller birbirinden ayrıldıkça ve çözücü tarafından çevrildikçe, bu aynı etkileşimlerin üstesinden gelinmesi gerekir. 1936'da Joel Henry Hildebrand , kohezif enerji yoğunluğunun karekökünü ödeme gücü davranışını gösteren sayısal bir değer olarak önerdi. Bu daha sonra "Hildebrand çözünürlük parametresi" olarak bilinmeye başladı. Benzer çözünürlük parametrelerine sahip malzemeler birbirleriyle etkileşime girerek çözülme , karışabilirlik veya şişme ile sonuçlanacaktır .

Kullanımlar ve sınırlamalar

Başlıca faydası, çoğu malzeme için kolayca elde edilen tek bir parametreye dayalı olarak faz dengesinin basit tahminlerini sağlamasıdır. Bu tahminler genellikle , hidrojen bağı olmayan polar olmayan ve hafif polar ( dipol moment <2 debyes ) sistemler için yararlıdır . Polimerlerin çözücüler tarafından çözünürlüğünün ve şişmesinin tahmin edilmesinde özel kullanım bulmuştur. Polar moleküller için Hansen çözünürlük parametreleri gibi daha karmaşık üç boyutlu çözünürlük parametreleri önerilmiştir.

Çözünürlük parametresi yaklaşımının temel sınırlaması, yalnızca ilgili çözümlere uygulanmasıdır ("çözüldüğü gibi" veya teknik olarak Raoult yasasından pozitif sapmalar ): Solvasyon gibi etkilerden kaynaklanan Raoult yasasından olumsuz sapmaları açıklayamaz. veya elektron verici-alıcı komplekslerinin oluşumu. Herhangi bir basit tahmin teorisi gibi, aşırı güven uyandırabilir: Tahminleri doğrulamak için kullanılan verilerle tarama yapmak için en iyi şekilde kullanılır.

Birimler

Çözünürlük parametresi için geleneksel birimler (vardır kalori cm başına 3 ) 1/2 Cal veya 1/2 cm -3/2 . SI birimleri Ji 1/2 m -3/2 eşdeğer Pascal 1/2 . 1 kalori 4.184 J'ye eşittir.

1 cal 1/2 cm −3/2 = (4.184 J) 1/2 (0.01 m) −3/2 = 2.045 10 3 J 1/2 m −3/2 = 2.045 MPa 1/2 .

Δ kullanımının kesin olmayan doğası göz önüne alındığında, MPa 1 / 2'deki sayının cal 1/2 cm −3/2 sayısının iki katı olduğunu söylemek genellikle yeterlidir . Birimlerin verilmediği yerlerde, örneğin, eski kitaplarda, SI olmayan birimi varsaymak genellikle güvenlidir.

Örnekler

Madde δ [cal 1/2 cm −3/2 ] δ [MPa 1/2 ]
n-Pentan 7.0 14.4
n-hekzan 7.24 14.9
Dietil Eter 7.62 15.4
Etil asetat 9.1 18.2
Kloroform 9.21 18.7
Diklorometan 9,93 20.2
Aseton 9,77 19.9
2-propanol 11.6 23.8
Etanol 12.92 26.5
PTFE 6.2
Poli (etilen) 7,9
Poli (propilen) 8.2 16.6
Poli (stiren) 9.13
Poli (fenilen oksit) 9.15
PVC 9.5 19.5
Poliüretan (PU / PUR) 8.9
EVCİL HAYVAN 10.1 20.5
Naylon 6,6 13.7 28
Poli (metil metakrilat) 9.3 19.0
(Hidroksietil) metakrilat 25–26
poli (HEMA) 26.93
EtilenGlikol 29.9, 33.0

Tablodan, poli (etilen) 7.9 cal 1/2 cm −3/2 çözünürlük parametresine sahiptir . İyi çözücüler muhtemelen dietil eter ve heksandır . (Bununla birlikte, PE yalnızca 100 ° C'nin çok üzerindeki sıcaklıklarda çözünür.) Poli (stiren), 9.1 cal 1/2 cm 3/2 çözünürlük parametresine sahiptir ve bu nedenle etil asetat muhtemelen iyi bir çözücüdür. Naylon 6,6'nın çözünürlük parametresi 13.7 cal 1/2 cm −3 / 2'dir ve etanol muhtemelen tablodaki çözücüler arasında en iyi çözücüdür. Bununla birlikte, ikincisi kutupsaldır ve bu nedenle tahminlerde bulunmak için yalnızca Hildebrand çözünürlük parametresini kullanma konusunda çok dikkatli olmalıyız.

Ayrıca bakınız

Referanslar

Notlar

Kaynakça

Barton, AFM (1991). Çözünürlük Parametreleri ve Diğer Uyum Parametreleri El Kitabı (2. baskı). CRC Basın.

Barton, AFM (1990). Polimer Sıvı Etkileşim Parametreleri ve Diğer Çözünürlük Parametreleri El Kitabı . CRC Basın.

Dış bağlantılar