| 查看: 2176 | 回复: 11 | ||||
mydow123铜虫 (初入文坛)
|
[求助]
关于不可混溶组分的分子间作用力
|
|||
|
本人非物理相关专业，基础比较差，有个简单的问题请教各位： 现有两种不可混溶组分的液体--水和柴油，将两者掺混后会发生组分分离，比如将两者倒入烧杯会发生分层。然而，如果一个水和柴油的液滴碰撞后，两者有可能会聚合成一个大液滴（如图所示），当然两种组分在新产生的大液滴中不会掺混，但形成的大液滴不会因为两种组分的排斥再发生破碎。 对于单组分分子而言，分子间作用力是远距离吸引力-近距离斥力，请问不同组分之间的分子间作用力是什么样的呢？是比单组分之间的引力弱呢，还是斥力强呢，还是其他情形呢？  |
回复此楼» 收录本帖的淘帖专辑推荐
 模型 - 模拟 - 统计 - 热力学 | xuexijisuan |
» 猜你喜欢
写了一篇“相变储能技术在冷库中应用”的论文，论文内容以实验为主，投什么期刊合适？
已经有6人回复
-
带资进组求博导收留
已经有10人回复
-
最近几年招的学生写论文不引自己组发的文章
已经有11人回复
-
需要合成515-64-0，50g，能接单的留言
已经有3人回复
-
中科院杭州医学所招收博士生一名（生物分析化学、药物递送）
已经有3人回复
-
临港实验室与上科大联培博士招生1名
已经有8人回复
-
想换工作。大多数高校都是 评职称时 认可5年内在原单位取得的成果吗？
已经有4人回复
» 本主题相关商家推荐: (我也要在这里推广)
» 本主题相关价值贴推荐，对您同样有帮助:
- 熔融态下，纳米粒子与材料基体间的作用力是否减弱甚至破坏
已经有4人回复
- 粒子（离子与分子、离子与离子，分子与分子）间的作用力都有哪些啊？
已经有13人回复
- 【求助】如何计算小分子或离子与一个二维结构材料之间的化学作用力如氢键、离子吸引？
已经有16人回复
- 【求助】请问如何利用MS计算水溶液中两种分子之间的作用力，分析分子间距离。
已经有11人回复
- 【求助】双组分聚氨酯固化速度
已经有4人回复
- 【求助】关于分子间作用力
已经有9人回复
- 【求助】请问想计算分子间作用力用那个软件
已经有4人回复
- 【求助】2组分反应消去一分子HCl
已经有15人回复
- 【讨论】如何计算两分子间的有效相互作用力
已经有12人回复
ChemiAndy
木虫 (正式写手)
- 模拟EPI: 40
- 应助: 52 (初中生)
- 金币: 2573.3
- 散金: 18
- 红花: 104
- 帖子: 590
- 在线: 553.8小时
- 虫号: 836907
- 注册: 2009-08-30
- 性别: GG
- 专业: 理论和计算化学
【答案】应助回帖
★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★
zh1987hs(金币+8): 谢谢 2011-06-17 10:14:14
mydow123(金币+10): 2011-06-17 11:13:11
mydow123(金币+5): 2011-06-21 09:50:40
zh1987hs(金币+8): 谢谢 2011-06-17 10:14:14
mydow123(金币+10): 2011-06-17 11:13:11
mydow123(金币+5): 2011-06-21 09:50:40
|
首先，对于任意两个中性分子，其作用曲线（势能曲线）都是相同的，和你说的单组分分子间作用的曲线形状类似，都是近了排斥，远了吸引。只有2个同号的离子才会是始终排斥。 那么，互不溶组分混合为什么会分成两个液滴呢？化学热力学告诉我们，相分离并非由于组分相互排斥，而是由于总自由能比混合时更低。举个简单的例子即可知道，比如A, B组分。A-A作用能-5kcal/mol B-B间作用能-4kcal/mol 但A-B间作用能-3kcal/mol，这样，体系就不采取A-B-A-B这样的方式混合了，而是采取A-A-B-B。你可以算算，相分离后体系总势能最低。 需要提醒的是，体系相分离并非由焓H(H=U+kT, 势能加动能)单一决定的，熵能(-TΔS)也起作用。他们的和就是自由能ΔG=ΔH-TΔS。如果相分离后自由能降低的话，相分离就会自动发生。在你这个油水分离这个过程中，其实熵是减小的，但由于焓的势能部分降的很大，所以总自由能还是降低的。所以分离会自动发生。 |
2楼2011-06-17 10:01:04
mydow123
铜虫 (初入文坛)
- 应助: 0 (幼儿园)
- 金币: 655.1
- 帖子: 36
- 在线: 110.8小时
- 虫号: 1257092
- 注册: 2011-04-06
- 性别: MM
- 专业: 元素有机化学
3楼2011-06-17 11:13:31
4楼2011-06-17 23:35:12
ChemiAndy
木虫 (正式写手)
- 模拟EPI: 40
- 应助: 52 (初中生)
- 金币: 2573.3
- 散金: 18
- 红花: 104
- 帖子: 590
- 在线: 553.8小时
- 虫号: 836907
- 注册: 2009-08-30
- 性别: GG
- 专业: 理论和计算化学
5楼2011-06-18 15:52:52
ChemiAndy
木虫 (正式写手)
- 模拟EPI: 40
- 应助: 52 (初中生)
- 金币: 2573.3
- 散金: 18
- 红花: 104
- 帖子: 590
- 在线: 553.8小时
- 虫号: 836907
- 注册: 2009-08-30
- 性别: GG
- 专业: 理论和计算化学
★ ★ ★
zh1987hs(金币+3): 谢谢 2011-06-19 13:39:39
zh1987hs(金币+3): 谢谢 2011-06-19 13:39:39
6楼2011-06-18 16:14:56
 |
7楼2011-06-18 16:29:07
8楼2011-06-23 12:41:57
ChemiAndy
木虫 (正式写手)
- 模拟EPI: 40
- 应助: 52 (初中生)
- 金币: 2573.3
- 散金: 18
- 红花: 104
- 帖子: 590
- 在线: 553.8小时
- 虫号: 836907
- 注册: 2009-08-30
- 性别: GG
- 专业: 理论和计算化学
★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★
zh1987hs(金币+8): 谢谢 2011-06-24 08:43:46
zh1987hs(金币+8): 谢谢 2011-06-24 08:43:46
|
1.要想模拟相分离，仅作能量最小化是不行的。要做MD或MC，让分子动起来，分子才有可能分离或混合。 2. 你说的问题涉及到两个基本问题， 第一个问题是溶不溶的问题，即你的体系是倾向于待在分离态，还是待在混合态。这个是热力学问题。热力学说，体系待在某个状态的概率是由该状态的自由能决定的。哪个状态自由能低，体系待在那个状态的倾向就大。（摩尔自由能称为化学势，化学势的高低决定体系是否能从一个状态转向另一个状态。） 第二个问题是，假设你搭了个盒子跑MD，那么你的模拟能不能看到相分离或相混合的问题。这个是动力学问题。动力学过程所需的时间，是由两种状态之间的自由能垒决定的。也就是说，假定你的体系会自动向另外一个状态演进，那么它所需的时间取决于这个过程所要翻越的自由能垒。（阿伦尼乌斯公式）问题是，这个过程可能需要很长的时间，比如毫秒级，或者很快。动力学能垒很大程度取决于你的盒子的初始构型。也就是说，如果体系倾向于混合，而你搭的盒子也是混合分子构型，那么体系很快落入到混合态。如果你的体系倾向于分离，而你搭了个混合构型的盒子，恰好自由能垒很大，那么可能你的模拟一直都看不到相分离。你还误以为体系倾向于混合呢。一句话，动力学模拟相分离有很大的不确定性。 这正是为什么我们不会用跑MD的方法来考察溶不溶的原因。而是采用Widom插入法。Widom插入法严格地基于热力学定义的溶剂化自由能。 |
9楼2011-06-24 06:09:46
ChemiAndy
木虫 (正式写手)
- 模拟EPI: 40
- 应助: 52 (初中生)
- 金币: 2573.3
- 散金: 18
- 红花: 104
- 帖子: 590
- 在线: 553.8小时
- 虫号: 836907
- 注册: 2009-08-30
- 性别: GG
- 专业: 理论和计算化学
10楼2011-06-24 06:11:52