ارائه معادله حالت برای محلول های الکترولیت در محدوده وسیعی از دما و فشار

محلول های الکترولیت در فرآیندهای شیمیایی مختلفی کاربرد دارند. به دلیل کاربرد گسترده این محلول ها، شناخت خواص ترمودینامیکی آن ها برای انجام فرآیندهای شیمیایی، ضروری است. مدل سازی تعادلات فازی این محلول ها، به دلیل زمان بر و پرهزینه بودن عملیات آزمایشگاهی حائز اهمیت است. در این گزارش دو معادله حالت بر اساس سهم های انرژی آزاد هلمهولتز ارائه شده اند: مدل نخست برای محاسبه فعالیت آب در محلول های الکترولیت حاوی یک نمک و نیز فشار حباب محلول های الکترولیت به همراه یک گاز حل شده، به کار گرفته شده است. این مدل با تنها سه سهم معادله حالت پنگ- رابینسون، تقریب متوسط کرویت و مارگولس، فعالیت آب در محلول های الکترولیت حاوی یک نمک را با خطای کمی محاسبه کرده است. معادله حالت پیشنهادی حلالیت کربن دی اکسید در محلول های الکترولیت حاوی نمک های سدیم کلرید و سدیم سولفات و تغییر حلالیت کربن دی اکسید در اثر افزایش غلظت سدیم کلرید را به خوبی پیش بینی کرده و در پیش بینی فشار نقطه حباب، برای محلول های سدیم کلرید و سدیم سولفات، دقت خوبی داشته است. مدل دوم شامل چهار سهم معادله حالت پنگ- رابینسون، تقریب متوسط کرویت، بورن و sr2، برای محاسبه ضرایب فعالیت ارائه شده است. این مدل با محاسبه ضریب فعالیت متوسط یونی نمک های 1:1، 1:2 و 2:1، ضریب اسمتیک الکترولیت های آبی، ضریب فعالیت متوسط یونی الکترولیت های غیرآبی و نیز ضریب فعالیت متوسط یونی سیستم آب- الکل- سدیم برمید آزموده شده است. در این مدل ها برای حلال، شعاع های باندی و برای یون ها شعاع های مارکوس در نظر گرفته شده و به این ترتیب تعداد ضرایب تنظیم پذیر کاهش یافته است. مدل نخست با دو نوع ضریب تنظیم پذیر ویژه نمک، مربوط به جمله مارگولس و مدل دوم نیز با دو نوع ضریب تنظیم پذیر ویژه یون، ضریب جاذبه معادله حالت پنگ- رابینسون و ضریب برهم کنش مربوط به جمله sr2، توانایی معادله حالت پنگ رابینسون اصلاح شده را در پیش بینی ضرایب فعالیت و تعادل فازی محلول های الکترولیت، تا غلظت 6 مولال، نشان می دهند.