
【化】 associated solution model
【化】 association; association reaction
【医】 association
liquor; solution
【化】 liquor; solution
【医】 Liq.; Sol.; solutio; solution
former; matrix; model; mould; pattern
【计】 Cook-Torrance model; GT model GT; MOD; model; mosel
【医】 cast; model; mold; mould; pattern; phantom
【经】 matrices; matrix; model; pattern
缔合溶液模型(Associated Solution Model)是物理化学和化工热力学中用于描述具有强分子间相互作用(如氢键)的液体混合物行为的理论模型。该模型特别适用于醇类、羧酸、水等能形成分子缔合体的体系。
缔合平衡假设
分子单体(Monomer)与缔合体(如二聚体)之间存在动态平衡,例如:
$$ 2A rightleftharpoons A_2 $$
平衡常数 ( K = frac{[A_2]}{[A]} ) 反映缔合强度 。
化学理论与统计力学结合
通过定义不同分子簇(簇物种理论)或缔合位点(如Wertheim理论),计算体系的亥姆霍兹自由能,推导活度系数等参数 。
Prausnitz, J.M., Molecular Thermodynamics of Fluid-Phase Equilibria(第5章)
Kontogeorgis, G.M., Industrial & Engineering Chemistry Research, "Associating Models for Phase Equilibria" (DOI: 10.1021/ie049580v)
Gmehling, J., Chemical Thermodynamics for Process Simulation(Wiley, 2019)
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缔合溶液模型是物理化学中用于描述溶液中分子或离子因特定相互作用(如氢键、偶极作用等)形成缔合体(短寿命的分子聚集体)的理论框架。该模型主要用于解释非理想溶液的行为,尤其适用于极性溶剂或含强相互作用物质的体系。
缔合现象
溶液中部分分子通过可逆的弱相互作用暂时结合,形成二聚体、三聚体等缔合体。例如:水分子通过氢键形成动态网络结构,羧酸在非极性溶剂中形成二聚体。
动态平衡
单体分子(A)与缔合体(Aₙ)之间存在平衡关系:
$$ nA rightleftharpoons A_n $$
平衡常数 $K = frac{[A_n]}{[A]^n}$ 反映缔合强度。
非理想性修正
通过引入缔合度(缔合体占总物质的量的比例)修正活度系数,比传统模型(如Debye-Hückel理论)更准确描述强相互作用体系的热力学性质。
性质 | 理想溶液模型 | 缔合溶液模型 |
---|---|---|
分子间作用 | 忽略所有相互作用 | 显式考虑缔合作用 |
活度计算 | 直接与浓度成正比 | 需引入缔合平衡修正 |
适用体系 | 非极性稀溶液 | 极性/强相互作用体系 |
该模型在化工分离过程设计、药物溶解度预测等领域有重要应用价值,但其数学处理较复杂,常需结合统计力学方法或分子模拟进行参数化。
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