Верхняя критическая температура растворения

Верхняя критическая температура растворения (UCST) или верхняя температура консолютации — это критическая температура , выше которой компоненты смеси смешиваются во всех пропорциях. ^[1] Слово «верхняя» указывает на то, что UCST является верхней границей температурного диапазона частичной смешиваемости или смешиваемости только для определенных составов. Например, смеси гексана и нитробензола имеют UCST 19 °C (66 °F), так что эти два вещества смешиваются во всех пропорциях выше 19 °C (66 °F), но не при более низких температурах. ^[2]^{: 185} Примерами при более высоких температурах являются система анилин -вода при 168 °C (334 °F) (при давлении, достаточно высоком для существования жидкой воды при этой температуре), ^[3]^{: 230} и система свинец - цинк при 798 °C (1468 °F) (температура, при которой оба металла являются жидкими). ^[3]^{: 232}

Примером твердого состояния является система палладий-водород, которая имеет фазу твердого раствора (H ₂ в Pd) в равновесии с фазой гидрида (PdH _n ) ниже UCST при 300 °C. Выше этой температуры существует единственная фаза твердого раствора. ^[2]^{: 186}

На фазовой диаграмме компонентов смеси UCST является общим максимумом вогнутых вниз спинодаль и бинодальных (или сосуществующих) кривых. UCST в общем случае зависит от давления.

Разделение фаз в UCST, как правило, обусловлено неблагоприятной энергетикой; в частности, взаимодействия между компонентами благоприятствуют частично расслоенному состоянию. ^[4]

Смеси полимер-растворитель

Некоторые полимерные растворы также имеют более низкую критическую температуру растворения (НКТР) или нижнюю границу температурного диапазона частичной смешиваемости. Как показано на диаграмме, для полимерных растворов НКТР выше, чем ВКТР, так что существует температурный интервал полной смешиваемости, с частичной смешиваемостью как при более высоких, так и при более низких температурах. ^[5]

UCST и LCST полимерных смесей обычно зависят от степени полимеризации и полидисперсности полимера . ^[6]

Основополагающей статистико-механической моделью для UCST полимеров является теория растворов Флори–Хаггинса . ^[7]

При добавлении растворимых примесей верхняя критическая температура раствора увеличивается, а нижняя критическая температура раствора уменьшается. ^[8]

Смотрите также

Нижняя критическая температура растворения – критическая температура, ниже которой компоненты смеси смешиваются для всех составов.
Переход клубок–глобула – Коллапс макромолекулы из состояния расширенного клубка в состояние сжатой глобулы.

Ссылки

^ "Сборник химической терминологии ИЮПАК". doi : 10.1351/goldbook.UT07280 . Получено 18 октября 2012 г. {{cite journal}}: Цитировать журнал требует |journal=( помощь )
^ ab Аткинс, П. В.; де Паула, Дж.; Вонг, Мэн. Физическая химия Аткинса 8e (2006).
^ ab Laidler, Keith J.; Meiser, John H. (1982). Физическая химия. Менло-Парк, Калифорния: Benjamin/Cummings Pub. Co. ISBN 9780805356823. OCLC 8112942.
^ Санчес, IC; Лакомб, Роберт Х.; Стоун, MT (ноябрь 1978 г.). «Статистическая термодинамика растворов и смесей полимеров». Макромолекулы . 11 (6). ACS Publications : 1145–1156. doi :10.1021/ma60066a017 . Получено 27.01.2022 .
^ Коуи, Дж. М. Г. (1991). Полимеры: химия и физика современных материалов. Глазго; Нью-Йорк: Blackie; Chapman and Hall. ISBN 9780216929807. OCLC 756466890.
^ Оугизава, Тошиаки; Иноуэ, Такаши; Каммер, Ханс В. (1985-10-01). "Поведение UCST и LCST в полимерных смесях". Macromolecules . 18 (10): 2089–2092. Bibcode :1985MaMol..18.2089O. doi :10.1021/ma00152a052. ISSN 0024-9297.
^ Робсон, Ллойд (30 апреля 2014 г.). «Историческая перспектива достижений в области науки и технологии полимерных смесей». Полимеры . 6 (5): 1251–1265. doi : 10.3390/polym6051251 . ISSN 2073-4360.
^ Райс, Оклахома (июнь 1976 г.). «Влияние примеси на критическую точку бинарной жидкой системы как поверхностное явление». Журнал химической физики . 64 (11): 4362–4367. Bibcode : 1976JChPh..64.4362R. doi : 10.1063/1.432105. ISSN 0021-9606.