
【化】 associated solution model
【化】 association; association reaction
【醫】 association
liquor; solution
【化】 liquor; solution
【醫】 Liq.; Sol.; solutio; solution
former; matrix; model; mould; pattern
【計】 Cook-Torrance model; GT model GT; MOD; model; mosel
【醫】 cast; model; mold; mould; pattern; phantom
【經】 matrices; matrix; model; pattern
締合溶液模型(Associated Solution Model)是物理化學和化工熱力學中用于描述具有強分子間相互作用(如氫鍵)的液體混合物行為的理論模型。該模型特别適用于醇類、羧酸、水等能形成分子締合體的體系。
締合平衡假設
分子單體(Monomer)與締合體(如二聚體)之間存在動态平衡,例如:
$$ 2A rightleftharpoons A_2 $$
平衡常數 ( K = frac{[A_2]}{[A]} ) 反映締合強度 。
化學理論與統計力學結合
通過定義不同分子簇(簇物種理論)或締合位點(如Wertheim理論),計算體系的亥姆霍茲自由能,推導活度系數等參數 。
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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締合溶液模型是物理化學中用于描述溶液中分子或離子因特定相互作用(如氫鍵、偶極作用等)形成締合體(短壽命的分子聚集體)的理論框架。該模型主要用于解釋非理想溶液的行為,尤其適用于極性溶劑或含強相互作用物質的體系。
締合現象
溶液中部分分子通過可逆的弱相互作用暫時結合,形成二聚體、三聚體等締合體。例如:水分子通過氫鍵形成動态網絡結構,羧酸在非極性溶劑中形成二聚體。
動态平衡
單體分子(A)與締合體(Aₙ)之間存在平衡關系:
$$ nA rightleftharpoons A_n $$
平衡常數 $K = frac{[A_n]}{[A]^n}$ 反映締合強度。
非理想性修正
通過引入締合度(締合體占總物質的量的比例)修正活度系數,比傳統模型(如Debye-Hückel理論)更準确描述強相互作用體系的熱力學性質。
性質 | 理想溶液模型 | 締合溶液模型 |
---|---|---|
分子間作用 | 忽略所有相互作用 | 顯式考慮締合作用 |
活度計算 | 直接與濃度成正比 | 需引入締合平衡修正 |
適用體系 | 非極性稀溶液 | 極性/強相互作用體系 |
該模型在化工分離過程設計、藥物溶解度預測等領域有重要應用價值,但其數學處理較複雜,常需結合統計力學方法或分子模拟進行參數化。
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