Метод Джиролами

Метод Джиролами , ^[1] названный в честь Грегори Джиролами, представляет собой прогнозный метод оценки плотности чистых жидких компонентов при комнатной температуре . Целью этого метода является простое предсказание плотности, а не высокая точность.

Процедура

В этом методе используются чисто аддитивные объемные вклады для отдельных атомов и дополнительные поправочные коэффициенты для компонентов со специальными функциональными группами , которые вызывают сокращение объема и, следовательно, более высокую плотность. Метод Джиролами можно описать как смесь метода атомного и группового вклада .

Вклады атомов

В методе используются следующие вклады для различных атомов:

Элемент	Относительный объем В _я
Водород	1
Литий в фтор	2
Натрий в хлор	4
Калий в Бром	5
Рубидий в Йод	7.5
Цезий в Висмут	9

Масштабированный молекулярный объем рассчитывается по формуле

V_{S}\,=\,\sum _{i}V_{i}

а плотность получается по формуле

d\,=\,{\frac {M}{5\cdot V_{S}}}

с молекулярной массой масштабный коэффициент 5. M. Для получения плотности в г·см используется ⁻³.

Групповой вклад

Для некоторых компонентов Джиролами обнаружил меньшие объемы и более высокие плотности, чем рассчитанные исключительно по вкладам атомов. Для компонентов с

гидроксильная функция ( Спирты )
карбоксильная функция ( Карбоновые кислоты )
первичная или вторичная аминная функция
амидная атому группа (в т.ч. амиды, замещенные по азота )
сульфоксидная группа
сульфоновая группа
кольцо (неуплотненное),

к плотности, полученной по основному уравнению, достаточно прибавить 10%. Для сульфоновых групп этот коэффициент необходимо использовать дважды (20%).

Другим конкретным случаем являются конденсированные кольцевые системы, такие как нафталин . Плотность должна увеличиваться на 7,5% для каждого кольца; для нафталина результирующий коэффициент составит 15%.

Если необходимы множественные поправки, их коэффициенты должны быть добавлены, но не более 130 % в сумме.

Пример расчета

Компонент	М [ ^г/ _моль ]	Объем В _С	Исправления	Расчетная плотность [г·см ⁻³]	Эксп. плотность [г·см ⁻³]
Циклогексанол	100	(6×2)+(13×1)+(1×2)=26	Одно кольцо и гидроксильная группа = 120%	д= ^1.2*100/ _5×26=0.92	0.962
Диметилэтилфосфин	90	(4×2)+(11×1)+(1×4)=23	Никаких исправлений	д= ⁹⁰/ _5×23=0.78	0.76
Этилендиамин	60	(2×2)+(8×1)+(2×2)=16	Две первичные аминные группы = 120%	д= ^1.2×60/ _5×16=0.90	0.899
Сульфолан	120	(4×2)+(8×1)+(2×2)+(1×4)=24	Одно кольцо и две связи S=O = 130%.	д= ^1.3×120/ _5×24=1.30	1.262
1-бромнафталин	207	(10×2)+(7×1)+(1×5)=32	Два сгущенных кольца = 115%	д= ^1,15×207/ _5×32=1.49	1.483

Качество

Автор дал среднюю квадратичную ошибку (RMS) 0,049 г·см. ⁻³ за 166 проверенных компонентов. Только для двух компонентов ( ацетонитрил и дибромхлорметан ) погрешность превышает 0,1 г·см. ⁻³ был найден.

Ссылки

^ Джиролами, Грегори С. (1994). «Простой метод «обратной стороны конверта» для оценки плотности и молекулярных объемов жидкостей и твердых тел». Журнал химического образования . 71 (11): 962–964. дои : 10.1021/ed071p962 .

Внешние ссылки

Онлайн калькулятор модели Джиролами

[1] Джиролами, Грегори С. (1994). «Простой метод «обратной стороны конверта» для оценки плотности и молекулярных объемов жидкостей и твердых тел». Журнал химического образования . 71 (11): 962–964. дои : 10.1021/ed071p962 .

[1]