іцність утворюються зв'язків.
Облік тільки ван дер Ваальсових взаємодій призводить до вельми спрощеної моделі розрахунку потенційної енергії системи. У механізмах орієнтаційної, індукційного та дисперсійного ефектів закладені лише парні взаємодії без урахування утворення проміжних сполук та асоціації молекул. При взаємодії високомолекулярних сполук у розчинах, як показав О.З. Біккулов, енергія зв'язку помітно змінюється залежно від розташування окремих ділянок сусідніх молекул (зв'язків радикал-радикал, радикал - функціональна група, функціональна група - функціональна група).
При математичному описі дальнодействующего взаємодії важливо враховувати асоціацію молекул за допомогою водневих зв'язків, які проявляються внаслідок здатності деяких елементів (F, O, N, Cl, S) відтягувати електрон від сусіднього атома водню, який у свою чергу в деякій мірі набуває властивостей протона H + і стає здатним до взаємодії з електронами електронегативних атомів зазначених елементів. Утворюється так звана воднева зв'язок: XH ... X. Водневі зв'язки утворюються при знижених температурах, так як підвищення температури призводить до їх розриву внаслідок теплового руху молекул. Енергія водневого зв'язку становить 16,8 - 29,4 кДж/моль, а енергія всіх типів ван дер Ваальсових взаємодій В»41,9 кДж/моль, тобто міжмолекулярної взаємодії обумовлено силами Ван-дер-Ваальса і водневої зв'язком, причому в водневого зв'язку істотну роль грає і донорно-акцепторної взаємодії.
При розчиненні компонентів нафтової сировини в розчинниках можуть тією чи іншою мірою проявлятися всі складові сил міжмолекулярної взаємодії. Очевидно, з підвищенням температури роль орієнтаційної взаємодії і водневих зв'язків зменшується і роль дисперсійних сил зростає.
Міжмолекулярні сили взаємодії при розчиненні компонентів масляних фракцій у полярних і неполярних розчинниках різні. Неполярні розчинники, як наприклад, низькомолекулярні рідкі або зріджені вуглеводні або з'єднання з невеликим дипольниммоментом (хлороформ, етиловий спирт і ін) характеризується тим, що тяжіння між молекулами розчинника і вуглеводнів нафтових фракцій, яка обумовлює освіта розчинів, відбувається за рахунок дисперсійних сил. Неполярні розчинники змішуються з рідкими вуглеводнями нафти в будь-яких співвідношеннях.
Тверді вуглеводні масляних фракцій обмежено розчиняються в неполярних розчинниках. Розчинність їх підпорядковується загальним законам теорії розчинності твердих вуглеводнів в неполярних розчинниках, у тому числі в рідких компонентах масляних фракцій, - зменшується зі збільшенням їх концентрації та молекулярної маси, а також температури кипіння фракцій. Розчинність твердих вуглеводнів збільшується при підвищенні температури, при температурі плавлення парафіни і церезини, так само як і рідкі вуглеводні, необмежено розчиняються в неполярних розчинниках.
У виробництві нафтових олій найбільш широко використовуються полярні розчинники. Під дією орієнтаційної взаємодії в полярному розчиннику будуть в першу чергу розчинятися смолисті з'єднання і гетеросоединений. При подальшому збільшенні кількості полярного розчинника під дією індукційних сил будуть розчинятися поліциклічні. При підвищенні температури системи її кінетична енергія зростає, що призводить до збільшення дисперсійної складової, так як в цьому випадку через зростання теплового руху молекул орієнтація їх під дією електричного поля молекул розчинника ускладнюється. Під впливом дисперсійних сил переважно розчиняються нафтенові і парафінові вуглеводні.
З підвищенням температури розчинність компонентів масляних фракцій у полярних розчинниках збільшується і при критичній температурі розчинення (КТР) настає повне розчинення їх у цьому кількості розчинника. Типова крива розчинності для системи масло - розчинник представлена ​​на малюнку 2.1.
В
Малюнок 2.1 - Залежність КТР для системи масло - розчинник від вмісту розчинника (розчинник - фурфурол)
Освіта однофазної системи при температурах вище КТР Пояснюючи ться тим, що в цих умовах кінетична енергія молекул достатня для подолання відмінності в енергіях міжмолекулярної тяжіння однотипних молекул компонентів, що входять до складу масляної фракції, і взаємного тяжіння молекул самого розчинника. При температурах нижче КТР тепловий рух молекул перевищує сили тяжіння молекул не всіх компонентів масляної фракції. У внаслідок чого система поділяється на дві рідкі фази. КТР залежить від структури вуглеводнів і природи розчинника.
Розчинність вуглеводнів масляних фракцій у полярних розчинниках залежить від дипольного моменту молекул розчинника, здібності молекул вуглеводню поляризуватися під дією електричного поля молекул розчинника, що, в свою чергу пов'язано з внутрішньою будовою вуглеводнів, і дисперсійних сил, обумовлених наявністю вуглеводневої радикала в молекулі розчинника.
Найбільшим з...
