Исследователи научились предсказывать параметры испарения химических веществ

Ученые Казанского федерального университета (КФУ) описали термодинамические параметры испарения химических веществ семейства алканофенонов. Зная эти параметры, можно предсказать экологические риски, связанные с повышением концентрации вредных выбросов в окрестностях промышленных предприятий, и определить, какая температура будет оптимальна для очистки нового соединения от примесей и сколько для этого понадобится тепла. Исследование опубликовано в Journal of Molecular Liquids.

«Вопрос о взаимосвязи между структурой молекулы и термодинамическими параметрами испарения – классическая проблема химической термодинамики. Почему одно вещество кипит при 50 градусах Цельсия, а другое – при 400°С? Несмотря на длинную историю исследований, эта проблема до сих пор не решена», – рассказал Михаил Ягофаров, доцент кафедры физической химии, старший научный сотрудник НИЛ «Физико-химические основы создания тонких пленок на основе органических материалов» КФУ, один из авторов исследования. Ученые кафедры физической химии Химического института им. А.М.Бутлерова КФУ выбрали в качестве объектов исследования алканофеноны, широко используемые в промышленности, парфюмерии и медицине, но практически не изученные ранее по причине низкой летучести. Проведённый анализ позволил с высокой точностью рассчитать теплоты испарения, давления пара и температуры кипения для 20-ти представителей серии.

К решению задачи научный коллектив подходил поэтапно. «Ранее нами был предложен способ расчета теплот испарения органических соединений как функций температуры, а сейчас правильность этого способа была проверена на примере трех длинноцепных алканофенонов», – пояснил Михаил Ягофаров. По словам ученых, в опубликованном исследовании впервые исчерпывающим образом охарактеризованы термодинамические параметры процесса испарения семейства алканофенонов с длиной углеродной цепи от С1 до С20. Полученные данные могут быть использованы в промышленности для оптимизации процессов очистки и разделения таких соединений; кроме того, такие величины используются в прогнозировании влияния соединений на окружающую среду. «Нам удалось провести для объектов сложной структуры, свойства которых ранее предсказывались с большой ошибкой. В дальнейшем мы планируем ещё больше повысить сложность объектов исследования», – резюмировал ученый.

Проект реализован в рамках программы Минобрнауки России «Приоритет 2030», которая является одной из мер государственной поддержки университетов нацпроекта «Наука и университеты».