Quimicofisico

Non-Random Two-Liquid Model

El modelo de dos líquidos no aleatoria [1] (ecuación NRTL corto) es un modelo coeficiente de actividad que se correlaciona los coeficientes de actividad \ gamma i de un compuesto I con sus fracciones molaresXi en la fase líquida que se trate. Se aplica con frecuencia en el campo de la ingeniería química para calcular equilibrio de fases. El concepto de NRTL se basa en la hipótesis de Wilson que la concentración local alrededor de una molécula es diferente de la concentración mayor. Esta diferencia se debe a una diferencia entre la energía de interacción de la molécula central con las moléculas de su propio tipo Uii y que con las moléculas de la otra clase Uij. La diferencia de energía también introduce una no aleatoriedad en el nivel molecular local. El modelo NRTL pertenece a los denominados modelos de composición local. Otros modelos de este tipo son el modelo de Wilson, el modelo UNIQUAC, y el modelo de contribución grupo UNIFAC. Estos modelos de composición local no son termodinámicamente consistente debido a la suposición de que la composición local alrededor molécula i es independiente de la composición local alrededor molécula j. Este supuesto no es cierto, como se ha demostrado por Flemmer en 1976.

Ecuaciones para una mezcla binaria

Para una mezcla binaria se utilizan las siguientes ecuaciones:

con

Aquí \ tau_ {12} y \ {21} tau_ son los parámetros de interacción sin dimensiones, que están relacionados con los parámetros de energía interacción \ Delta g_ {12} y \ Delta g_ {21} por:

Aquí R es la constante de los gases y T la temperatura absoluta, y Uij es la energía entre la superficie molecular i y j. UII es la energía de evaporación. Aquí Uij tiene que ser igual a Uji, pero \ Delta g_ {ij} no es preciso que sea igual a \ Delta g_ {ji}.

Ecuaciones generales

La ecuación general para \ ln (\ gamma_i) para las especies i en una mezcla de n componentes es:

with

Modelado de soluciones de electrolitos con el Quasi Chemical Universal, extendida (UNIQUAC)

La mayoría de los modelos termodinámicos para soluciones electrolíticas consisten en un término para largo alcance, electrostática interacciones y un plazo para las interacciones de corto alcance. El plazo para el largo plazo, las interacciones electrostáticas por lo general se deriva de la teoría de Debye-Hückel [1]. La teoría de Debye y Hückel describe electrostática interacciones en una solución ideal de partículas cargadas. Con el fin de aplicar la teoría de Debye-Hückel a los sistemas no ideales, por lo tanto, tiene que ser combinada con un término para interacciones de corto alcance. El Pitzer modelo [2] combina un plazo de Debye-Hückel con una expansión virial de términos en molalidad. El electrolito modelo no aleatorio de dos líquidos (NRTL) [3-5] combina un plazo de Debye-Hückel con la composición local de NRTL modelo. El concepto de composición local está modificado para iones, y los parámetros del modelo son específicos.

El modelo quasichemical universal, extendida (UNIQUAC) [6,7] combina un Debye-Hückel término con el modelo de composición local de UNIQUAC. El término composición local es idéntico para los iones y otros componentes, y los parámetros del modelo son de iones específico.

MODELO EXTENDIDO UNIQUAC

En este trabajo, el modelo UNIQUAC ampliado se aplica para las soluciones de modelado que contienen electrolitos.

En 1986, Sander. introdujo por primera vez un modelo UNIQUAC prorrogado por electrolitos. este modelo más tarde fue modificado por Nicolaise. mediante la sustitución del término UNIQUAC modificado utilizado por Sander. con un término estándar UNIQUAC. La versión actual del modelo UNIQUAC extendido que es presentada en este trabajo se presentó por primera vez por Thomsen y Rasmussen.

Las ecuaciones del modelo en la versión actual son idénticos a los presentados por Nicolaisen. La diferencia principal entre estas dos versiones es un método mejorado para determinar los parámetros del modelo que aparentemente ha eliminado el límite superior para el número de iones y otros solutos que pueden ser acomodadas por el modelo.

Unidades de concentración y los estados estándar

La única unidad de concentración utilizado en el modelo UNIQUAC extendida es la escala de fracción molar. Topo fracciones se definen aquí sobre la base de la especiación en la solución. El agua se considera que es el único disolvente. Los iones no electrólitos, incluyendo alcoholes, y los gases disueltos se consideran solutos. El potencial químico del agua se calcula a partir de:

En eq. 1, miu W

0 es el potencial químico de estado estándar de agua, idéntico al potencial químico de agua pura a la temperatura del sistema y la presión. R es la constante de los gases, T es la temperatura del sistema en grados Kelvin, xw es la fracción molar de agua, y γ w es el coeficiente de actividad del agua. El coeficiente de actividad para el agua sigue el convenio simétrica, donde el coeficiente de actividad es igual a uno para el componente puro. El potencial químico del soluto i se calcula a partir de:

En eq. 2, i μ

* Es el potencial químico-estado estándar correspondiente al Convenio asimétrico, donde el coeficiente de actividad es igual a uno a dilución infinita en agua. γ i* Es la actividad asimétrica coeficiente de soluto i. El coeficiente de actividad asimétrica se deriva de la actividad simétrica coeficiente de división con el coeficiente de actividad simétrica a dilución infinita:

Las medidas experimentales de los coeficientes de actividad generalmente se reportan en la escala de molalidad. En Para poder comparar los coeficientes de actividad calculados y experimentales, es necesario para convertir entre coeficientes de actividad fracción molar asimétricas y coeficientes de actividad molares. El coeficiente de actividad molar se deriva de la asimétricomol coeficiente de actividad fracción por multiplicación con el fracción molar de agua:

Ecuaciones

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