Парахор — комплексное физико-химическое свойство вещества, связывающее поверхностное натяжение жидкости с плотностью жидкости и пара .

Определение

Изначально парахор рассматривался как полуэмпирическая константа, но в последние годы его физический смысл и многие особенности были обоснованы в рамках теории межмолекулярного взаимодействия и модели анизотропной поверхности жидкости ( , , ссылки даны по ).

Введение понятия парахора связано с попытками найти такие свойства атомов и химических связей , которые были бы аддитивными , то есть величина такого свойства для молекулы являлась бы суммой соответствующих величин для атомов и химических связей. Предположение, что такой величиной мог бы являться молекулярный объём (то есть он мог бы быть выражен как сумма атомных объёмов), не всегда подтверждалось опытом. В 1924 году попытался объяснить это тем, что недостаток аддитивности здесь связан с некоторым неодинаковым для различных веществ «внутренним давлением», действующим на молекулы и проявляющимся в явлениях поверхностного натяжения. В качестве «более аддитивной» альтернативы собственно молекулярному или атомному объёму он предложил парахор, как молекулярный или атомный объём, измеренный при постоянном значении поверхностного натяжения, то есть при стандартном внутреннем давлении .

Парахор может быть рассчитан по формуле :

${\displaystyle \Pi ={\frac {M\sigma ^{\tfrac {1}{4}}}{\rho ^{liq}-\rho ^{vap}}}}$

где М — молярная масса , г/моль

${\displaystyle \sigma }$ — поверхностное натяжение , мДж/м²

${\displaystyle \rho ^{liq}}$ — плотность жидкости, г/см³

${\displaystyle \rho ^{vap}}$ — плотность пара, г/см³. Если температура не выше температуры кипения , плотностью пара можно пренебречь.

Величина парахора практически не зависит от температуры в весьма широких пределах.

Парахор — конститутивная величина; парахор соединения может быть определен по его структурной формуле — исходя из количества атомов, групп, связей и т. п. В некоторых случаях (в зависимости от метода расчета и требуемой точности) может быть достаточно минимума сведений о соединении, что особенно важно при оценке свойств малоизученных веществ.

Парахор в качестве параметра входит во многие уравнения, описывающие свойства жидкости и газа, может быть использован для прогнозирования свойств веществ, для установления структуры органических соединений .

Методы расчета парахора

При расчете парахора методом Сегдена и методом Квейла используются табличные данные о доле парахора для различных атомов, групп, связей молекулы и её структурных особенностей (в методе Квейла используется несколько более подробная таблица). Расчетная формула:

${\displaystyle \Pi _{sum}=\sum _{i}n_{i}\Pi _{(i)}}$

где ${\displaystyle n_{i}}$ — число атомов, связей и т. п. определенного типа а ${\displaystyle \Pi _{(i)}}$ — соответствующая табличная доля парахора. Отметим, что одной стехиометрической формуле могут соответствовать несколько структурных, что для малоизученных соединений может привести к некорректному расчету парахора методом Сегдена. В то же время, определив парахор экспериментальным путём, можно оценить, расчет по какой структурной формуле дает более точное его значение, то есть какая формула в большей степени соответствует действительности.

Расчет методом Мак-Гоуэна требует меньшего количества информации о структуре соединения, достаточно знать лишь общее число связей. Расчетная формула:

${\displaystyle \Pi (A_{q}B_{r})=q\Pi (A)+r\Pi (B)-0,338l}$

где l — число связей в молекуле.

Атомные доли парахора элементов для расчета по методу Мак-Гоуэна представлены в таблице (по данным ).

Погрешность расчета парахора аддитивным методом составляет ±1,5 — ±4,0 % в зависимости от полярности вещества ; для веществ с заметной полярностью она может достигать ±10 % .

Для многих элементов атомные доли парахора неизвестны. В таком случае величина парахора может быть предсказана без использования аддитивных методов, по различным данным — температуре кипения и молярному объёму жидкости в точке кипения, критической температуре вещества и т. п.

Литература

Ссылки

• (неопр.) . — (по Бретшнайдер Ст. Свойства жидкостей и газов. — М.-Л. : Химия, 1966. — стр. 66-67) . Дата обращения: 21 декабря 2010. 4 мая 2012 года.