ИСТИНА

Целью работы является синтез, структурные исследования, измерение термодинамических свойств и разработка термодинамических моделей фаз для прогноза условий фазовых и химических равновесий в системах на основе солей метансульфоновой кислоты CH3SO2ОН с одно- и двухзарядными катионами (NH4+, K+, Na+, Mg2+, Ca2+, Ba2+, Zn2+, Cu2+). Для достижения этой цели планируется: 1) синтез и структурные исследования солей; 2) определение термодинамических свойств и условий устойчивости индивидуальных веществ; 3) экспериментальное изучение T-x и P-x фазовых диаграмм бинарных систем H2O -M(CH3SO2О)n (где Mn+ = NH4+, K+, Na+, Mg2+, Ca2+, Ba2+, Zn2+, Cu2+; n = 1,2); 4) построение термодинамических моделей фаз на основе полученных и литературны х данных. Отдельной задачей является выявление общих закономерностей в структуре и свойствах изучаемых соединений.

Structure, physico-chemical properties of phases and phase equilibria in systems based on salts of methanesulfonic acid with singly and doubly charged cations

Исследования в рамках проекта можно условно разделить на две группы по типу работ и по сложности изучаемых объектов. Для решения поставленных задач будут проведены: 1) синтез и паспортизация следующих веществ: M(CH3SO2О)n (Mn+ = NH4+, K+, Na+ , Mg2+, Ca2+, Ba2+, Zn2+, Cu2+; n = 1,2). 2) экспериментальные исследования свойств: (а) индивидуальных веществ; (б) водных растворов солей 3) аппроксимацию результатов измерений свойств одно - и двухкомпонентых фаз аналитическими зависим остям и (т.е. построение термодинамических моделей). Результатом исследования индивидуальных веществ будет набор «паспортов» синтезированных соединений, составленный по следующему плану: (а) методика получения и очистки; (б) химическая формула с результа тами химического анализа и РФА (или РСА); (в) результаты измерений методом ДСК с указанием наличия (отсутствия) фазовых переходов; при наличии фазовых превращений будут приведены их температуры и энтальпии; (г) результаты термогравиметрического анализа с указанием условий распада (температуры и продуктов) и рассчитанными (если возможно) энтальпиями реакций распада и стандартными энтальпиями образования солей; (д) результаты измерений теплоемкости и обработки полученных температурных зависимостей комбинациями функций Эйнштейна; (е) таблицы термодинамических свойств в формате справочных изданий. Результатом исследования бинарных систем вода - соль будут: (а) давления насыщенного пара воды (таблицы с первичными экспериментальными данными и P x д иаграммы); (б) параметры термодинамических моделей, адекватно описывающие экспериментальные данны по давлению пара и растворимости в изучаемых системах; (в) таблицы значений парциальных и интегральных свойств растворов с шагом по составу x= 0.1 (г) T-x д иаграммы изучаемых систем (диаграммы растворимости); (д) плотности растворов (первичные данные и результаты аппроксимации). Подавляющее большинство данных для изучаемых систем относятся к новым. Завершающим этапом работ будет проверка возможно сти установления корреляций между составом, структурой и свойствами исследованных фаз.

Коллектив авторов проекта состоит из молодых ученых и учащихся (студентов и аспирантов). Все участники проекта имеют навыки синтетической и аналитической деятельности, опыт работы на термоаналитическом оборудовании и навыки термодинамического моделир ования разного уровня сложности. Большинство участников проекта имеют опыт представления результатов исследований в научной периодике и на российских и международных конференциях. Результаты исследований по тематике, близкой к теме проекта, представлены в работах [1-5], см. п.4.7. Термоаналитические измерения будут проводиться на приборах ЦКП МГУ, размещенных в лаборатории химической термодинамики (DSC 204 F1 Phoenix и TG 209 F1 I ris) и на оригинальном адиабатическом вакуумном калориметре (лаб. термохимии). Для измерений давления насыщенного пара над растворами планируется использовать оригинальное оборудование, разработанное в лаборатории химической термодинамики, в т.ч., при у частии авторов проекта. Приобретен и успешно используется в пр актике научных исследований плотномер, работающий в диапазоне от 15 до 50оС, см.п. 4.7 ссылки [9-10]. Коллектив авторов располагает оригинальным программным обеспечением для выполнения расчетной части работы; в случае необходимости программы могут бы ть модифицированы под решение нестандартных задач. Публикации, в которых можно ознакомиться с результатами расчетов с использованием этого программного обеспечения, представлены в п.4.7 [6-8].