Skip to main content
SUPERVISOR
Youseff Ghayeb,Bijan Najafi
یوسف غایب (استاد مشاور) بیژن نجفی (استاد راهنما)
 
STUDENT
Fereshteh Zeinali
فرشته زینعلی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده شیمی
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1389

TITLE

Evaluation of the Ability of Equation of State in Predication of the Ionic Liquids Thermo-physical Properties of and Presentation of some Correlation Functions for Determination of these Properties
Room-temperature ionic liquids (RTILs) are molten salts usually composed of relatively large organic cations and organic or inorganic anions which are liquid below 100 oC. An important advantage of ionic liquids is the tunable physical and chemical properties of this family. Some of their physical and chemical properties (e.g. density, viscosity, conductivity, melting point, solvation hydrophobicity, and hydrogen-bonding capability) can be tailored by the selection of suitable cations, anions, and constituent groups on the ions. The experimental study of ionic liquids is difficult due to large effects of common impurities such as water and chloride ions on the properties of these materials. Modeling and computational science could greatly aid in predicting properties and performance of ionic liquids. Due to importance and application of ionic liquids, we need a big data bank on the fundamental physical and chemical properties of ionic liquids, therefore predictive methods for estimation of thermophysical propertie in wide range of pressure and temperatures can be very helpful. The two most commonly used method of calculating PVT properties are using equations of state (EOS) and PVT correlation functions. The first requires adequate knowledge of molecular interactions which are rare and some cases unobtainable for complex fluids. This limitation will be intensified for ionic liquids, which are composed of a bulky, asymmetric organic cation (e.g. imidazole,…) and an anion of wide variety, ranging from simple inorganic ions (e.g. halides) to more complex organic species (e.g. triflate). The other point is that ionic liquids are composed of two different molecules (cations and anions) and nearly all the developed equations of state are for one unique and simple molecules. In this thesis, the compressibility factor and thermal pressure of some well know ionic liquids are calculated using five well known EOS and compared with experimental values. We showed that all of these EOS which are based o L. J. potential or its effective type are not able to predict these quantities accurately especially at regions with low compressibility factors, (i.e. . Therefore, we derived 4 correlation functions for the calculation of these properties. The first and second of these function (namely CF-1 and CF-2) can calculate only the compressibility factors, the third (namely CF-3) thermal pressure coefficient and the most important and practical correlation function is the fourth (namely CF-4) that can calculate both compressibility factor and thermal pressure coefficient simultaneously. Coefficients of thi PVT correlation are adjusted using experimental densities and thermal pressure of five ionic liquids based o imidazolium , [C2mim][NTF2], [C7mim][NTF2], [C8mim][NTF2], [C2mim][BF4], [C4mim][C(CN)3]. Predicted densitie and thermal pressures are in good agreement with experimental data in wide ranges of temperatures ( 293-393 K) and pressures (0.1-30 MPa). The mean percent deviation (MPD) is less than 0.5% for both densities and thermal pressure for these five ionic liquids. Although there are reported some correlation functions for ionic liquids, these correlation functions can predict only one property, (ie. Compressibility factor), while the merit of this correlation function (CF-4) is that it can predict both compressibility factor and thermal pressure accurately
در این پایان نامه در ابتدا نشان داده میشود که معادلات حالت LIR، LIR اصلاح شده،EOS(III) و GMA قادر به پیش بینی خواص فیزیکی مایعات یونی نمیباشند و دلیل آن وابسته بودن تمام این معادلات حالت به پتانسیل لنارد-جونزمی باشد که پتانسیل مناسبی برای مایعات یونی که متشکل از یک آنیون و کاتیون است نمی باشد .به عبارت دیگر نیروهای بین ملکولی غالب در مایعات یونی نیروهای الکترواستاتیکی می باشد نه از نوع لنارد – جونز. محاسبات انجام شده بر اساس این معادلات حالت بیانگر آنست که اختلاف بین مقادیر تجربی و محاسبه شده خصوصا در فشارهای آزمایشگاهی متداول (0.1 MPa) بسیار زیاد می باشد. بطور کلی این معادلات حالت درمحاسبه خواص ترموفیزیکی مایعات یونی درنواحی با Z 1 دارای خطای بسیار زیاد می باشد. بر این اساس در این پایان نامه چهارتابع همبستگی استخراج گردیده که دو تابع همبستگی فقط قادر به پیش بینی دقیق حجم ،تابع همبستگی سوم ضریب فشار حرارتی و بالاخره تابع همبستگی چهارم (CF-4) قادر به محاسبه دقیق حجم و ضریب فشار حرارتی مایعات یونی از فشارهای بسیار کم تا فشارهای بسیار زیاد است. از خصوصیات جالب تابع همبستگی CF-4 محاسبه ی هر دو کمیت حجم و ضریب فشار حرارتی است تا آنجایی که بررسی های ما نشان داده است بقیه ی توابع همبستگی موجود در منابع علمی فقط قادر به محاسبه ی یکی از این کمیت هاست. در این پایان نامه تابع همبستگی CF-4 برای محاسبه ی ضریب تراکم پذیری و فشار حرارتی توصیه می شود. در این پایان نامه ضرایب توابع همبستگی 5 مایع یونی بدست آمده و با مقادیر تجربی مقایسه گردیده است خطای حاصله در پیش بینی ضریب تراکم پذیری حدود 1/0 درصد و ضریب فشار حرارتی حدود 2/0 درصد است. با در دسترس بودن تعداد محدودی داده های دو کمیت فوق می توان توابع مشابهی برای سایر مایعات یونی بدست آورد که در کلیه ی محدوده ای که از داده های تجربی برای بدست آوردن تابع همبستگی استفاده شده است جوابهای دقیقی ارائه نماید.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی