G2 Master’s thesis, polytechnic Master’s thesis
Amidien H2O- ja D2O-seosten eksessiominaisuuksista
Authors: Pihlasalo Sari
Publisher: University of Turku
Publication year: 2006
Tutkielman kirjallisessa osassa tarkastellaan eri amidien binääristen H2O- ja D2O-seosten tiheyksistä, taitekertoimista, viskositeeteista ja äänennopeuksista, laskettavia eksessisuureita. Eksessisuureista käsitellään muun muassa seosten eksessimoolitilavuuksia, komponenttien partiaalisia eksessimoolitilavuuksia, tilavuuden eksessilämpölaajenemiskertoimia, taitekertoimien poikkeamista ideaalisuudesta, eksessiviskositeettejä, viskositeetin eksessiaktivoitumissuureita ja isoentropisia eksessipuristuvuuksia. Suureiden ja niiden lämpötilariippuvuuksien perusteella päätellään amidin ja veden välisten vuorovaikutusten suuruuksia ja ominaisuuksia.
Koska erilaiset amidit vaikuttavat eri tavalla veden rakenteeseen, voidaan tulosten perusteella tehdä päätelmiä myös veden rakenteesta. Eksessiominaisuudet riippuvat esimerkiksi siitä, onko amidi primäärinen, sekundäärinen vai tertiäärinen. Tutkielmassa tarkastellaan myös erilaisten dipolaaristen aproottisten laktaamien, joilla amidiryhmän typpi on metyylisubstituoitu, vaikutusta eksessiominaisuuksiin. Eksessiominaisuuksien isotooppiefektin avulla voidaan tehdä päätelmiä isotooppisesti erilaisten vesien ominaisuuksien, rakenteiden ja seoksen toiseen komponenttiin sitoutumisen eroavaisuuksista.
Kokeellisessa osassa esitetään N-metyyli-2-piperidinonin (NMPi) H2O- ja D2O-seoksille mitatut tiheydet, taitekertoimet, viskositeetit ja äänennopeudet eri lämpötiloissa. Mittaustuloksista lasketaan samoja eksessisuureita kuin kirjallisessa osassa, ja systeemejä verrataan kirjallisessa osassa tarkasteltuihin amidi–vesi-systeemeihin. NMPi:n vesiseoksissa on pääasiassa (NMPi × 2 H2O)n- tai (NMPi × 3 H2O)n-komplekseja. Yleisesti NMPi–vesi-seosten positiiviset eksessisuureet kasvavat ja negatiiviset pienenevät siirryttäessä NMPi–H2O-systeemistä NMPi–D2O-systeemiin. Ero NMPi–D2O- ja NMPi–H2O-systeemien eksessiominaisuuksien välillä pienenee lämpötilan kasvaessa.
