Modelování silně neideálních systémů s použitím fluktuační teorie roztoků

https://cesnet.zoom.us/j/98141932038

Práce je zaměřena na modelování fázových rovnovah v kondenzovaných systémech, ve kterých se vyskytuje současně rovnováha kapalina-kapalina a kapalina-pevná látka (SLLE). Z aplikačního hlediska jsou takovéto systémy zajímavé např. pro modelování krystalizačních procesů.

Klasickým přístupem pro popis fázových rovnovah je použití modelů pro dodatkovou Gibbsovu energii, které poskytují zpravidla dobrou shodnu s experimentem. Pro tento popis je však potřeba nemalé množství experimentálních dat, jejichž dostupnost může být často značně omezená. Alternativní přístup představuje fluktuační teorie roztoků, která na jedné straně pracuje s integrály molekulárních korelačních funkcí a na druhé straně spojuje tyto s experimentálně dostupnými veličinami popisujícími makroskopické vlastnosti rozotku. Tyto vztahy fungují zcela ekvivalentě v obou směrech, lze tedy z experimentálních dat vypočítat integrály korelačních funkcí a z integrálů korelačních funkcí vypočítat termodynamické vlastnosti roztoku. Ačkoliv se použití fluktuační teorie roztoků pro popis fázového chování může zdát poněkud nepřímočaré, je jeho nespornou výhodou možná redukce potřebných vstupních údajů a silné predikční schopnosti tohoto přístupu.

V této práci bylo celkem 5 systémů vykazujících rovnováhu SLLE popsáno modely pro aktivitní koeficienty (NRTL a UNIQUAC). S pomocí těchto údajů byly vypočteny integrály přímých korelačních funkcí. Tyto integrály byly následně popsány modelem tuhých koulí s cílem zpětného výpočtu fázové rovnováhy. I přesto, že výsledky výpočtů fázových rovnovah zatím nejsou v dostatečně dobré shodě s experimentem, jeví se přístup jako životaschopný. Fluktuační teorie roztoků byla doposud až na vyjímky používána zejména pro systémy s plynným skupenstvím a pro systémy izotermní. Problém definovný touto prací představuje zcela novou výzvu zejména pro studovaný široký rozsah teplot a dále pro přítomnost pouze kondenzovaných fází. Z toho důvodu bude dalším cílem práce zlepšení popisu teplotní závislosti danými modely.

Přednáška v rámci projektu ÚCHP Mobilita II (CZ.02.2.69/0.0/0.0/18_053/0016920)