CC BY
26
УДК 541.1:547.26+546.261
А. А. Шиков (асп.)1, И. К. Гаркушин (д.х.н., проф., зав.каф.)1, А. В. Баканов (асп.)1, М. К. Боева (д.х.н., проф.)2
Аналитическая и графическая взаимосвязь критических температур карбоновых кислот с четным и нечетным числом
атомов углерода в молекуле
1 Самарский государственный технический университет, кафедра общей и неорганической химии 443100, г. Самара, ул. Молодогвардейская, 244; тел. (846) 2784477, e-mail: baschem@samgtu. ru
2Башкирский государственный университет, кафедра неорганической химии 450074, г. Уфа, ул. Заки Валиди, 32; тел. (347) 2736701, e-mail: [email protected]
A. A. Shikov1, I. K. Garkushin1, A. V. Bakanov1, M. K. Boeva2
Analytical and grafical dependence of critical temperature of carboxylic acids with even and odd number of carbon
atoms in a molecule
1 Samara State Technical University, 244, Molodogvardeiskaya Str., 443100, Samara, Samara, Russia; ph. (846) 2784477,
e-mail: baschem@samgtu. ru 2Bashkir State University 32, Zaki Validi Str., 450074, Ufa, Russia; ph. (347) 2736701, e-mail: [email protected]
Предложено аналитическое описание взаимосвязи критических температур карбоновых кислот нормального строения (карбоксильная группа у первого атома) с четным и нечетным числом атомов углерода в молекулах. Приведено уравнение взаимосвязи критических температур с числом атомов углерода в молекуле кислоты. Показана адекватность применяемых аналитических зависимостей.
In this paper we proposed an analytical description of dependence of critical temperature of carboxylic acids of normal structure (carboxyl group at the first atom) with even and odd number of carbon atoms in the molecules. The equations of dependence of the critical temperature with the number of carbon atoms in a molecule of acid is brought. Adequacy of applied analytical dependences is shown.
Ключевые слова: карбоновые кислоты; критическая температура; четное и нечетное число атомов углерода.
Расчет физико-химических свойств в рядах однотипных соединений предполагает построение уравнения взаимосвязи одного и того же свойства соединений с четным и нечетным числом атомов углерода в молекулах Сущность метода в применении к карбоновым кислотам состоит в том, что при известных данных по критическим температурам карбоно-вых кислот с нечетным числом атомов углерода можно с использованием простых зависимостей определить критические температуры карбоно-
Key words: carboxylic acids; critical temperature; even and odd number of carbon atoms.
вых кислот с четным числом атомов углерода. Это и явилось целью настоящей работы.
Вначале проведено аналитическое описание и расчеты на ПЭВМ по методу наимень-2
ших квадратов взаимосвязи критических температур карбоновых кислот с числом атомов углерода. Исходные данные для расчета взяты из 3. В результате расчета получено уравнение:
Ткр=578.55+18.588п051п(п) (1)
где
Т
1 ê
кр критическая температура, п — число атомов углерода в молекуле карбо-новой кислоты.
Дата поступления 17.05.10
Аналогично было получено уравнение взаимосвязи критических температур карбоно-вых кислот с четным и нечетным числом атомов углерода в молекуле, которое представляет собой прямолинейную функцию:
Ткрч=25.937+0.981Ткрн, (2)
где ТКр.ч, Ткр.н — критические температуры с четным и нечетным числом атомов углерода в молекуле кислоты соответственно.
В таблице приведен сравнительный анализ данных расчетов по уравнениям (1) и (2) экстраполированием, а также сравнение с данными литературы. Как показывают данные таблицы, максимальные абсолютное (12.6 К) и относительное (2.1%) отклонения соответствуют 1-пропановой кислоте для уравнения (1). Для уравнения (2) максимальное абсолютное (45 К) и относительное (6.06%) отклонения отмечены для 1-додекановой кислоты.
Число Критиче- Расчет Расчет Абсолютное К Абсолютное К (от-
атомов ская тем- критической критической (относитель- носительное, %)
углерода,п пература 3, К температуры (уравнение 1) температуры (уравнение 2) ное, %) отклонение расчетных данных по уравнению 1 от данных 3 отклонение расчетных данных по уравнению 2 отданных 3
1 588 579 -9(-1.53)
2 594.6 596.8 602.9 2.2(0.37) 8.3(1.39)
3 601.3 613.9 12.6(2.1)
4 618.3 630.0 616 11.7(1.89) -2.3(-0.37)
5 639.7 645.4 5.7(0.89)
6 660.2 660.1 653.7 -0.1 (-0.02) -6.5(-0.98)
7 677.3 674.2 -3.1 (-0.46)
8 694 688 691 -6(-0.86) -3(-0.43)
9 712 701 11(1.54)
10 721.6 713.9 740.3 -7.7(-1.07) 18.7(2.59)
11 728 726 -2(-0.27)
12 743 738 788 -5(-0.67) 45(6.06)
13 750.4
14 763 762 803 -1(-0.13) 40(5.24)
15 777 773 -4(-0.51)
16 785 785 0(0)
17 792 796 4(0.51)
18 803 806 3(0.37)
19 817.1
20 820 827 7(0.85)
21 837 838 1(0.12)
29 916
30 925 924
39 1004
40 1012 1011
49 1085
50 1093 1091
59 1161
60 1168 1165
69 1232
70 1239 1235
79 1300
80 1307 1302
Таблица
Сравнительные характеристики расчетных данных по уравнениям (1) и (2) в сравнении с экспериментальными данными
И Н
Г Я н я а
и
800-
750-
700-
650-
600-
550
550 600 650 700 750
Критическая температура Ткр, К (п-нечетное)
800
Рис. Взаимосвязь критических температур карбоновых кислот с четным и нечетным числом атомов углерода в молекуле
Однако, сравнение расчетных данных по уравнениям (1) и (2) для п=30—100 показывает на близкие значения критических температур, что подтверждает адекватность обоих уравнений и возможность применения их для диапазона п>21 до 100.
Графическая зависимость, построенная по уравнению (2), показана на рисунке.
Литература
1. Карапетьянц М. X. Методы сравнительного расчета физико-химических свойств.— М.:Нау-ка, 1965.- 403с.
2. Калиткин Н. Н. Численные методы.- М.: Наука, 1978.- 512с.
3. Нестерова Т. Н.,Нестеров И. А. Критические температуры и давления органических соединений. Анализ состояния базы данных и развития методов прогнозирования.- Самара: Издательство Самарского научного центра РАН, 2009.-586с.
