Grant/Projek zakończony
Właściwości termodynamiczne cieczy molekularnych i ich mieszanin oraz oddziaływania międzycząsteczkowe w nich występujące
Kierownik projektu: Maciej Śmiechowski
Politechnika Gdańska
Wydział Chemiczny
Gdańsk
Data otwarcia: 2018-01-05
Data zakończenia: 2022-10-07
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
- 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
- M. Śmiechowski, Computational space-resolved infrared spectra of solvent mixtures, Current Trends in Theoretical Chemistry VIII, (2019) O37
- Dorota Warmińska, Maciej Śmiechowski, Thermophysical study of the binary mixtures of triethyl phosphate with N-methylformamide, N,N-dimethylformamide and N,N-dimethylacetamide - Experimental and theoretical approach, Journal of Molecular Liquids 304, (2020) 112778
- Maciej Śmiechowski, The influence of intermolecular correlations on the infrared spectrum of liquid dimethyl sulfoxide, Spectrochimica Acta Part A: Molecular and Biomolecular Spectroscopy 260, (2021) 119869
- Maciej Śmiechowski, Molecular level interpretation of excess infrared spectroscopy, Journal of Molecular Liquids 342, (2021) 117544
- Dorota Warmińska, Maciej Śmiechowski, Understanding ion–ion and ion–solvent interactions in aqueous solutions of morpholinium ionic liquids with N-acetyl-L-alaninate anion through partial molar properties and molecular dynamics simulations, Journal of Molecular Liquids 354, (2022) 118876
- Adrian Malinowski, Maciej Śmiechowski, Solvent Exchange around Aqueous Zn(II) from Ab Initio Molecular Dynamics Simulations, Liquids 2, (2022) 243-257
- Grzegorz Czekało, Solubilizacja hydrotropowa w układzie woda-chloroform z wykorzystaniem etanolu na podstawie symulacji metodą dynamiki molekularnej, praca dyplomowa inżynierska, Politechnika Gdańska, Wydział Chemiczny -, (2022) -