Концентраційні особливості динаміки молекул розчинів вода−пропиловий спирт

Abstract

Методом квазiпружного розсiяння повiльних нейтронiв проведено дослiдження динамiки молекул розчинiв вода–пропиловий спирт рiзної концентрацiї при температурi 281 К. Експериментально виявлено особливостi концентрацiйної залежностi ефективного коефiцiєнта самодифузiї та його одночастинкового внеску, а саме: наявнiсть двох мiнiмумiв в областях концентрацiй (0,04–0,05) м.д. i (0,18–0,22) м.д. спирту та монотонне зростання коефiцiєнта дифузiї при концентрацiях, бiльших за 0,4 м.д. спирту. Результати нейтронного експерименту зiставлено з розрахунками структури указаних розчинiв, проведених методом Монте-Карло. Показано, що мiнiмуми у концентрацiйнiй залежностi коефiцiєнта самодифузiї вiдповiдають певним локальним структурам дослiдженого розчину.

By the method of quasielastic scattering of slow neutrons, we study the dynamics of molecules in water–propyl alcohol solutions of various concentrations at a temperature of 281 K. In experiments, we registered specific features of the concentration dependence of the efficient self-diffusion coefficient and its one-particle contribution, namely: the presence of two minima in the regions of (0.04–0.05) mass fractions (m.f.) and (0.18–0.22) m.f. of alcohol and a monotonous increase of the diffusion coefficient at concentrations greater than 0.4 m.f. of alcohol. The results of neutronscattering experiments are compared with those of calculations of a structure of the mentioned solutions executed by the MonteCarlo method. It is shown that the minima of the concentration dependence of the self-diffusion coefficient correspond to certain local structures of the solution under study.

Методом квазиупругого рассеяния медленных нейтронов проведено исследование динамики молекул в растворах вода—пропиловый спирт разной концентрации при температуре 281 К. Экспериментально установлены особенности концентрационной зависимости эффективного коэффициента самодиффузии и его одночастичного вклада, а именно: существование двух минимумов в областях концентрации (0,04–0,05) м.д. и (0,18–0,22) м.д. спирта, а также монотонное увеличение коэффициента диффузии при концентрациях спирта, больших чем 0,4 м.д. Результаты нейтронного эксперимента сравнивали с расчетами структуры указанных растворов, проведенных методом Монте-Карло. Показано, что минимумы в концентрационной зависимости коэффициента самодиффузии отвечают определенным локальным структурам исследуемого раствора.