Logowanie do System sprawozdań KDM

Właściwości termodynamiczne cieczy molekularnych i ich mieszanin oraz oddziaływania międzycząsteczkowe w nich występujące

Kierownik projektu: Maciej Śmiechowski

Politechnika Gdańska

Wydział Chemiczny

Gdańsk

Streszczenie projektu

Celem pracy jest poznanie właściwości termodynamicznych czystych cieczy molekularnych (w szczególności rozpuszczalników niewodnych) oraz ich mieszanin, a także roztworów elektrolitów i nieelektrolitów (w tym cieczy jonowych) w tych cieczach oraz ich mieszaninach. Rozpuszczalniki niewodne, które podzielić można na protyczne, aprotyczne oraz koordynujące, stosowane są szeroko m.in. w syntezie chemicznej, elektrochemii, hydrometalurgii, remediacji (w tym radioizotopów) oraz w wielu innych dziedzinach. Badania eksperymentalne na temat właściwości termodynamicznych ich mieszanin oraz ich zdolności solwatacyjnych prowadzone są w Katedrze Chemii Fizycznej PG od wielu lat. Niezależnym potwierdzeniem prawdziwości modeli termodynamicznych wywiedzionych na podstawie eksperymentów mogą być obliczenia teoretyczne, w tym symulacje metodą dynamiki molekularnej (MD), dostarczające informacji o strukturze i dynamice badanych układów oraz obliczenia kwantowomechaniczne, będące źródłem danych o termodynamice oddziaływań międzycząsteczkowych. W szczególności kosztowna obliczeniowo metoda ab initio MD (AIMD) pozwala na śledzenie dynamiki badanego układu przy w pełni kwantowym ujęciu jego gęstości elektronowej. Wyniki planowanych obliczeń posłużyć mają interpretacji pomiarów wielkości fizycznych, w tym współczynników termoelastycznych (rozszerzalność temperaturowa i ściśliwość izotermiczna) oraz wielkości cząstkowych molowych (objętości molowe, itp.) badanych układów. Dodatkowo metoda AIMD pozwala na obliczenie widma w podczerwieni (IR) układu w niedostępnej dla eksperymentu rozdzielczości molekularnej i tym samym dogłębną analizę subtelnych zmian oddziaływań międzycząsteczkowych leżących u podstaw obserwowanych doświadczalnie zmian widm IR.

Publikacje

  1. Ł. Marcinkowski, M. Śmiechowski, E. Szepiński, A. Kloskowski, D. Warmińska, Interactions of N-alkyl-N-methylmorpholinium based ionic liquids with acetonitrile studied by density and velocity of sound measurements and molecular dynamics simulations, J. Mol. Liquids 286, (2019) 110875
  2. M. Śmiechowski, Computational space-resolved infrared spectra of solvent mixtures, Current Trends in Theoretical Chemistry VIII, (2019) O37