Верхняя критическая температура раствора
| Полимерная наука |
|---|
 |
Верхняя критическая температура растворения (UCST) или верхняя температура растворения — это критическая температура, выше которой компоненты смеси смешиваются во всех пропорциях. [1] Слово «верхний» указывает на то, что UCST является верхней границей температурного диапазона частичной смешиваемости или смешиваемости только для определенных составов. Например, смеси гексана и нитробензола имеют UCST 19 °C (66 °F), так что эти два вещества смешиваются во всех пропорциях выше 19 °C (66 °F), но не при более низких температурах. [2] : 185 Примерами более высоких температур являются система анилин -вода при температуре 168 ° C (334 ° F) (при давлении, достаточно высоком для существования жидкой воды при этой температуре), [3] : 230 и система свинец - цинк при 798 ° C (1468 ° F) (температура, при которой оба металла являются жидкими). [3] : 232
Примером твердого состояния является система палладий-водород, которая имеет фазу твердого раствора (H 2 в Pd) в равновесии с фазой гидрида (PdH n ) ниже UCST при 300 ° C. Выше этой температуры имеется одна фаза твердого раствора. [2] : 186
На фазовой диаграмме компонентов смеси UCST представляет собой общий максимум вогнутых вниз спинодальных и бинодальных кривых (или кривых сосуществования). UCST в целом зависит от давления.
Фазовое разделение в UCST обычно обусловлено неблагоприятной энергетикой; в частности, взаимодействие между компонентами благоприятствует частично расслоенному состоянию. [4]
Полимерно-растворительные смеси
[ редактировать ]
Некоторые растворы полимеров также имеют более низкую критическую температуру растворения (НКТР) или нижнюю границу температурного диапазона частичной смешиваемости. Как показано на схеме, для растворов полимеров НКТР выше, чем UCST, поэтому существует температурный интервал полной смешиваемости с частичной смешиваемостью как при более высоких, так и при более низких температурах. [5]
UCST и LCST полимерных смесей обычно зависят от степени полимеризации и полидисперсности полимера . [6]
Основополагающей статистико-механической моделью UCST полимеров является теория растворов Флори – Хаггинса . [7]
При добавлении растворимых примесей верхняя критическая температура раствора увеличивается, а нижняя критическая температура раствора снижается. [8]
См. также
[ редактировать ]- Нижняя критическая температура раствора - критическая температура, ниже которой компоненты смеси смешиваются для всех составов.
- Переход клубок-глобула - коллапс макромолекулы из состояния расширенного клубка в состояние сжатой глобулы.
Ссылки
[ редактировать ]- ^ «Сборник химической терминологии ИЮПАК» . дои : 10.1351/goldbook.UT07280 . Проверено 18 октября 2012 г.
{{cite journal}}: Для цитирования журнала требуется|journal=( помощь ) - ^ Jump up to: а б Аткинс, П.В.; де Паула, Дж.; Вонг, чувак. Физическая химия Аткинса 8e (2006) .
- ^ Jump up to: а б Лейдлер, Кейт Дж.; Мейзер, Джон Х. (1982). Физическая химия . Менло-Парк, Калифорния: Паб Benjamin/Cummings. компании ISBN 9780805356823 . OCLC 8112942 .
- ^ Санчес, IC; Лакомб, Роберт Х.; Стоун, Монтана (ноябрь 1978 г.). «Статистическая термодинамика растворов и смесей полимеров» . Макромолекулы . 11 (6). Публикации ACS : 1145–1156. дои : 10.1021/ma60066a017 . Проверено 27 января 2022 г.
- ^ Коуи, Дж. М. Дж. (1991). Полимеры: химия и физика современных материалов . Глазго; Нью-Йорк: Блэки; Чепмен и Холл. ISBN 9780216929807 . OCLC 756466890 .
- ^ Угизава, Тосиаки; Иноуэ, Такаши; Каммер, Ханс В. (1 октября 1985 г.). «Поведение UCST и LCST в полимерных смесях» . Макромолекулы . 18 (10): 2089–2092. Бибкод : 1985МаМол..18.2089О . дои : 10.1021/ma00152a052 . ISSN 0024-9297 .
- ^ Робсон, Ллойд (30 апреля 2014 г.). «Историческая перспектива достижений науки и технологии полимерных смесей» . Полимеры . 6 (5): 1251–1265. дои : 10.3390/polym6051251 . ISSN 2073-4360 .
- ^ Райс, ОК (июнь 1976 г.). «Влияние примеси на критическую точку бинарной жидкой системы как поверхностное явление» . Журнал химической физики . 64 (11): 4362–4367. Бибкод : 1976ЖЧФ..64.4362Р . дои : 10.1063/1.432105 . ISSN 0021-9606 .