WYKŁAD XIIIA. Charakterystyka stanu ciekłego.

B. Rozszerzalność i pojemność cieplna. Ciecze jako magazyny i wymienniki ciepła.

C. Ciekłe kryształy. Ekrany ciekłokrystaliczne (LCD).

D. Nowe selektywne rozpuszczalniki.

E. Ciecze jonowe (ionic liquids).

Ciało stałe: uporządkowanie blisko- i dalekozasięgowe

Ciecz: uporządkowanie blisko- lecz nie dalekozasięgowe

Gaz:brak uporządkowania

Opis bardzo trudny; nasze zrozumienie stanu ciekłego dość słabe, w krótkiej skali czasowej ciecz zachowuje się jak ciało stałe, w długiej skali czasowej – jak gaz; podobieństwo do szkieł i żeli

Waga: wiele procesów biologicznych zachodzi w środowisku wodnym

Ciecze jako wymienniki ciepła (ciepło właściwe cp J/(kg K)).

Lepkość cieczy (mPa s)Ciekly hel (3 K) 0.04

Ciekly azot (70 K) 0.20

Woda (100 oC) 0.28

Metanol 0.54

Woda (25 oC) 0.89

Etanol 1.08

Rtec 1.52

Woda (0 oC) 1.79

Glikol 16.1

Gliceryna (30 oC) 629

Gliceryna (25 oC) 945

Szklo (1000 oC) 10000

Gliceryna (0 oC) 12110

Gliceryna (-20 oC) 135000

Szklo (600 oC) 2.5 x 109

Smola 5 x 1013

Rtec 139.5

Brom 473.6

Chloroform 974.2

Kwas siarkowy 1402

Benzen 1739

Kwas octowy 2050

Benzyna 2100

Aceton 2152

Heksan 2263

Gliceryna 2400

Etanol 2442

D2O 4209

H2O (25 oC) 4175.4

H2O (100 oC) 4212.3

Ciekłe kryształy.

Wystepuja w waskim zakresie temperatur miedzy zwykla ciecza a cialem stalym

Smektyczne (soap)Nematyczne (thread)Cholesterolowe (chiralne)

http://liqcryst.chemie.uni-hamburg.de/

MBBA, pierwszy uklad nematyczny w RT

MHPOBC, pierwszy AFElectric LQ

SDS, srodek powierzchniowo czynny

Ekrany ciekłokrystaliczne (LCD) i ciecze anizotropowe.

5-CB lub PCB, typowy uklad w wyswietlnikach (1986), osadzony na ITO

LQ sa materialami “soft”, latwo manipulowalnymi zewnetrzymi polami(E, M lub EM), wykazuja efekty elektro-, magneto- i opto-optyczne

(Nowe) selektywne rozpuszczalniki.

DMF – selektywny rozpuszczalnik acetylenu, diolefin, i weglowodorowaromatycznych, uzywany np. do usuwania sladow acetylenu z produktow crackingu oraz z etylenu i propylenu

Mieszanina monomerow A, B, C

Selektywne rozpuszczalniki

polimery o roznym skladzie w zaleznosci od rozpuszczalnika

Selektywne rozpuszczalniki

Rozdzial polimerow

Mieszanina polimerow

Ciecze jonowe (ionic liquids).

Sole organiczne o temperaturze topnienia z przedzialu ok. 0 – 100 oC,pochodne imidazolu i pirydyny, ale takze tetraalkiloammoniowe i fosfoniowe

-Rozpuszczaja wiele zwiazkow zarowno organicznych jak i nieorganicznych-Wykazuja dobra trwalosc termiczna-Maja bardzo male cisnienie pary (niemierzalne) i nie sa palne-Ich wlasciwosci moga byc dofitowane w szerokim zakresie zmiennosci

-Sa uzywane jako rozpuszczalnik do wielu reakcji chemicznych w tym katalitycznych, i do rozdzialu-Jako elektrolit w elektrochemii

1-Ethyl-3-methylimidazolium bis(pentafluoroethylsulfonyl)imide, C10H11F10N3O4S2, tmelt = -1 oC

1-Butyl-4-methylpyridinium hexafluorophosphate, C10H16F6NP, tmelt = 45 oC

Angew. Chem. Int. Ed. 2000, 39, 3772; Chem. Rev. 1999, 99, 2071; Chem. Commun. 2001, 2399