Реферат: Расчеты и прогнозирование свойств 2-Метил-3,3-диэтилпентана, Циклобутана, о-Ксилол, 1,2-диметилбензола, 4-Метилпиридина

Федеральноеагентство по образованию.

Государственноеобразовательное учреждение высшего профессионального

образования.

Самарскийгосударственный технический университет.

Кафедра:«Технология органического и нефтехимического синтеза»

Курсовой проект подисциплине:

«Расчеты и прогнозирование свойстворганических соединений»

Выполнил:

Руководитель: доцент, к.х. н.

Самара

2008 г.

Задание 1А

на курсовую работу по дисциплине «Расчеты ипрогнозирование свойств органических соединений»

1) Для четырех соединений, приведенных в таблице,вычислить />, />, /> методом Бенсона по атомамс учетом первого окружения.

2) Для первого соединения рассчитать />и />.

3) Для четырех соединений, приведенных в таблице,рекомендованными методами вычислить критическую (жидкость-пар) температуру,критическое давление, критический объем, ацентрический фактор.

4) Для первого соединения рассчитать />, />, />. Определить фазовоесостояние компонента.

5) Для первого соединения рассчитать плотностьвещества при температуре 730 К и давлении 100 бар. Определить фазовое состояниекомпонента.

6) Для четырех соединений, приведенных в таблице,рекомендованными методами вычислить плотность насыщенной жидкости. Привестиграфические зависимости «плотность-температура» для областисосуществования жидкой и паровой фаз. Выполнить их анализ.

7) Для четырех соединений, приведенных в таблице,рекомендованными методами вычислить давление насыщенного пара. Привестиграфические Р-Т зависимости для области сосуществования жидкой и паровой фаз.Выполнить их проверку и анализ.

8) Для четырех соединений, приведенных в таблице,рекомендованными методами вычислить /> и />. Привести графическиезависимости указанных энтальпий испарения от температуры для областисосуществования жидкой и паровой фаз. Выполнить их анализ.

9) Для первого соединения рассчитатьрекомендованными методами вязкость вещества при температуре 730 К и низкомдавлении.

10) Для первого соединения рассчитатьрекомендованными методами вязкость вещества при температуре 730 К и давлении100 атм.

11) Для первого соединения рассчитатьрекомендованными методами теплопроводность вещества при температуре 730 К инизком давлении.

12) Дляпервого соединения рассчитать рекомендованными методами теплопроводностьвещества при температуре 730 К и давлении 100 атм.

Задание №1

Для четырех соединений,приведенных в таблице, рассчитать /> /> и /> методом Бенсона с учетомпервого окружения.

2-Метил-3,3-диэтилпентан

Из таблицы Бенсонавозьмем парциальные вклады для /> /> и />, вводим набор поправок:

Поправки на гошвзаимодействие

Вводим 8 поправок«алкил-алкил»

Поправка на симметрию:

/>, />

Таблица 1

Кол-во вкладов Вклад Вклад в энтальпию, кДж/моль Вклад Вклад в энтропию Дж/К*моль Вклад Вклад в т/емкость Дж/К*моль

СН3-(С)

5 -42,19 -210,95 127,29 636,45 25,910 129,55 СН-(3С) 1 -7,95 -7,95 -50,52 -50,52 19,000 19 С-(4С) 1 2,09 2,09 -146,92 -146,92 18,29 18,29

СН2-(2С)

3 -20,64 -61,92 39,43 118,29 23,02 69,06 ∑ 10 -278,73 557,3 235,9 гош-поправка 10 3,35 33,5 вклады в энтропию и теплоемкость для гош-поправок в литературе отсутствуют поправка на симм.

σнар=1

σвнутр=729

-54,803

ΔHo

-245.23

ΔSo

502,497

ΔСpo

235.9

Циклобутан

Из таблицы Бенсонавозьмем парциальные вклады для /> /> и />, вводим набор поправок.

Поправки на гош –взаимодействие отсутствуют.

Поправка на внутреннююсимметрию отсутствуют.

Таблица 3

Кол-во вкла-дов Вклад Вклад в энтальпию, кДж/моль Вклад Вклад в энтропию Дж/К*моль Вклад Вклад в т/емкость Дж/К*моль

СН2-(2С)

4 -20,64 -82,56 39,43 157,72 23,02 92,08

поправка на цикл 1 94,6 94,6 -116,74 -116,74 вклад в теплоемкость в литературе отсутствует

∑ 4 12,04 40,98 92,08

ΔHo

12,04

ΔSo

40,98

ΔСpo

92,08

о-Ксилол,1,2-диметилбензол

Из таблицы Бенсонавозьмем парциальные вклады для /> /> и />, вводим набор поправок.

Поправка на симметрию:

/>.

Вводим орто-поправку«метил-метил». Из имеющихся в справочной таблице данных оптимально подходитпоправка «неполярный/ неполярный».

Таблица 4

СН3-(Сb)

2 -42,19 -84,38 127,29 254,58 13,56 27,12

Cb-C

2 23,06 46,12 -32,19 -64,38 11,18 22,36

Cb-H

4 13,81 55,24 48,26 193,04 17,16 68,64 ∑ 8 16,98 383,24 118,12 поправка на симм. – учитывается только для энтропии

Σнар=1

σвнутр=9

-18,268 Поправка орто- (неполярный/ неполярный) 1 3,14 3,14 -6,74 -6,740 4,69 4,69

ΔHo

20.12

358.232

Сpo

122.81

4-Метилпиридин

Из таблицы Бенсона возьмемпарциальные вклады для /> /> и />, вводим набор поправок. Поправкана симметрию:

Поскольку в таблице нетспециальных вкладов для атомов углерода пиридинового кольца, используем обычныевклады для атомов углерода бензольного кольца (Сb)

Таблица 4

СН3-(Сb)

1 -42,19 -42,19 127,29 127,29 13,56 13,56 Nb pyrid 1 70,16 70,16 46,18 46,18 8,37 8,37

Cb-(C)

1 23,06 23,06 -32,19 -32,19 11,18 11,18

Cb-H

4 13,81 55,24 48,26 193,04 17,16 68,64 ∑ 7 106,27 334,32 101,75 поправка на симм.

σнар=1

σвнутр=3

-9.134

ΔHo

106.27

325.186

Сpo

101.75

Задание №2

Для первого соединениярассчитать /> и />

2-Метил-3,3-диэтилпентан

Энтальпия.

где />-энтальпия образованиявещества при 730К; /> -энтальпияобразования вещества при 298К; />-средняятеплоемкость.

/>;

Для расчета из таблицыБенсона выпишем парциальные вклады />соответственнодля 298К, 400К, 500К, 600К, 800К и путем интерполяции найдем />для 730К., и />для элементов составляющихсоединение.

Таблица 5

Кол-во вкладов

Сpi, 298K,

Сpi, 400K,

Сpi, 500K,

Сpi, 600K,

Сpi, 730K,

Сpi, 800K,

СН3-(С)

5 25,910 32,820 39,950 45,170 51,235 54,5

СН-(3С) 1 19,000 25,120 30,010 33,700 37,126 38,97

С-(4С) 1 18,29 25,66 30,81 33,99 35,758 36,71

СН2-(2С)

3 23,02 29,09 34,53 39,14 43,820 46,34

∑ 10 235,900 302,150 364,160 410,960 460,516

С 10 8,644 11,929 14,627 16,862 18,820 19,874

Н2

11 28,836 29,179 29,259 29,321 29,511 29,614 ∑ 403,636 440,259 468,119 491,151 512,824 /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> />

/>, />

Энтропия.

Для расчета из таблицыБенсона выпишем парциальные вклады />соответственнодля 298К, 400К, 500К, 600К, 800К и путем интерполяции найдем />для 730К.

Таблица 5

Кол-во вкладов

Сpi, 298K,

Сpi, 400K,

Сpi, 500K,

Сpi, 600K,

Сpi, 730K,

Сpi, 800K,

СН3-(С)

5 25,910 32,820 39,950 45,170 51,235 54,5 СН-(3С) 1 19,000 25,120 30,010 33,700 37,126 38,97 С-(4С) 1 18,29 25,66 30,81 33,99 35,758 36,71

СН2-(2С)

3 23,02 29,09 34,53 39,14 43,820 46,34 ∑ 10 235,900 302,150 364,160 410,960 460,516

/>/>

Задание №3

Для четырех соединений,приведенных в таблице, рекомендованными методами вычислить (жидкость-пар)температуру, критическое давление, критический объем, ацентрический фактор.

Метод Лидерсена.

Критическую температурунаходим по формуле:

где />-критическая температура; />-температура кипения (беремиз таблицы данных); />-суммапарциальных вкладов в критическую температуру.

Критическое давлениенаходится по формуле:

где />-критическое давление; />-молярная масса вещества; />-сумма парциальных вкладовв критическое давление.

Критический объем находимпо формуле:

где />-критический объем; />-сумма парциальных вкладовв критический объем.

Ацентрический факторрассчитывается по формуле:

/>;

где /> - ацентрический фактор; />-критическое давление,выраженное в физических атмосферах; />/>-приведенная нормальнаятемпература кипения вещества;

/>-нормальная температура кипениявещества в градусах Кельвина;

/>-критическая температура в градусахКельвина.