• Nie Znaleziono Wyników

Thermodynamic investigation of thiourea in water solutions

N/A
N/A
Protected

Academic year: 2021

Share "Thermodynamic investigation of thiourea in water solutions"

Copied!
7
0
0

Pełen tekst

(1)

A C T A

U N I V E R S I T A T I S

L O D Z I E N S I S

FOLIA CHIMICA

1, 1982

S t e f a n i a T a n ie w s k a -O s iń s k a , B a r t ł o m i e j P a łe c z

THERMODYNAMIC INVESTIGATION OF THIOUREA IN WATER SOLUTIONS*

R e l a t i v e p a r t i a l

m o la l e n t h a l p i e s o f t h i o u r e a a n d w a te r

a n d e x c e s s

o f r e l a t i v e p a r t i a l

m o la l e n t r o p y o f w a te r w ere

d e te r m in e d fro m

e n t h a l p i e s o f s o l u t i o n

o f t h i o u r e a i n

wa­

t e r w i t h i n t h e te m p e r a t u r e r a n g e

2 9 3 . 15- 3 3 3 .1 5 K.

I n t r o d u c t i o n

i

-L-... .

* 1

The aim o f t h i s w ork was t o i n v e s t i g a t e th e a q u e o u s

s o l u t i o n s

o f t h i o u r e a fro m t h e th erm odyn am ic

p o i n t o f v ie w .

E n t h a l p i e s

o f

s o l u t i o n an d d i l u t i o n

o f t h i o u r e a (TU)

i n w a te r [ 1 ]

w ere d e t e r ­

m ined w i t h i n

t h e te m p e r a tu r e r a n g e

2 9 3 .1 5 - 3 3 3 .1 5 K.

R e s u l t s an d d i s c u s s i o n

On t h e b a s i s

o f t h e o b t a i n e d

i n t e g r a l e n t h a l p i e s

o f

d i l u t ­

i o n

(A H )

[ 1 ]

r e l a t i v e p a r t i a l m o la l

e n t h a l p i e s

o f t h e

s o l ­

v e n t

(L .,)

an d o f t h e

s o l u t e

(L g )

w ere c a l c u l a t e d i n T a b le 1 .

R e l a t i o n

L1 - f ( T ) ,

d e s c r i b e d

by a t h i r d - d e g r e e p o ly n o m ia l,

e n a b l e s u s t o

c a l c u l a t e t h e

a c t i v i t y o f

w a te r by m eans o f G ib b s

an d H e lm h o ltz

[ 2 , 3 ]

f o r m u la :

* T h e p r e s e n t w ork

h a s b ee n c a r r i e d o u t

an d s u p p o r t e d w i t h i n

t h e fram ew o rk o f

r e s e a r c h on

I n t e r d e p a r t m e n t P ro b le m M R -I-1 1 .

(2)

R e l a t i v e p a r t i a l m o la l e n t h a l p i e s o f a q u e o n s t h i o u r e a s o l u t i o n s

1

2 9 3 .1 5 K

2 9 8 .1 5 K

3 0 3 .1 5 K

m

L 1

- L2

L 1

-

l

2

L 1

m o le /k g

J / m o le

0 .1

0 .2 1 0 2

2 3 7 .2

0 .1 0 5 6

2 0 8 .5

0 .1 7 4 0

1 9 5 .3

0 . 2

0 .7 8 8 5

4 5 2 .4

0 .7 1 0 1

4 0 3 .3

0 .6 6 7 0

3 7 8 .3

0 . 3

1 .6 6 5 3

6 4 7 ,7

1 .5 2 8

5 8 5 .3

'

1 .4 3 8 2

5 4 9 .9

0 . 4

2 .7 8 3 2

8 2 5 .4

2 .6 0 0

7 5 5 .6

2 .4 5 0 6

7 1 0 .7 7

0 . 5

4 .0 9 7 0

9 8 7 .7

3 .8 9 1 1

9 1 5 .0

3 .6 7 0 9

8 6 1 .4 7

0 . 6

5 .5 7 3 6

1 1 3 6 .9

5 .3 7 1 2

1 0 6 4 .6

5 .0 6 9 3

1 0 0 2 .7

0 . 7

• 7 .1 9 1 2

1 2 7 5 .3

7 .0 1 6 0

1 2 0 5 .1

6 .6 2 0 0

1 1 3 5 .3

Ô .8

8 .9 4 3 6

1 4 0 5 .0

8 .8 0 6 0

1 3 3 7 .7

8 .3 0 0 9

1 2 5 9 .8

0 . 9

1 0 .0 8 3

1 5 2 8 .3

1 0 .7 2 6

1 4 6 3 .1

1 0 .0 9 3

1 3 7 6 .9

1 .0

1 2 .8 7 2

1 6 4 7 .6

1 2 .7 6 8

1 5 8 2 .5

1 1 .9 8 3

1 4 8 7 .3

1 .2

1 7 .5 3 0

1 3 8 2 .6

1 7 .2 0 4

1 8 0 6 .6

1 6 .0 1 1

1 6 9 0 .9

<! .4

? 3 .2 8 6

2 1 2 8 .1

2 2 .1 4 2

2 0 1 7 .6

2 0 .3 4 2

1 8 7 6 .0

1 .6

2 7 .6 9 0

2 2 2 2 .9

2 4 .9 9 0

2 0 4 8 .2

i.e f

3 4 .0 4 0

2 4 3 0 .2

3 0 .0 3 2

2 2 1 2 .8

2 .0

3 5 .6 0 0

2 3 7 5 .5

(3)

5 1 3 .1 5 K

3 2 3 .1 5 K

3 3 3 . 15 K

m

L1

- 4

E 1

- e 2

h

- E2

m o le /k g

J /m o le

0 .1

0 .1 5 3 4

1 7 1 .6

0 .1 3 5 1

1 5 1 .2

0 .1 1 6 8

1 3 0 .6

0 . 2

0 .5 9 5 0

3 3 5 .5

0 .5 2 2 9

2 9 5 .2

0 .4 5 4 0

2 5 5 .7

0 . 3

1 .2 9 7 7

4 9 1 .7

1 .1 3 9 3

4 3 2 .2

0 .9 9 2 9

3 7 5 .6

. 0 . 4

2 .2 3 4 8

6 4 0 .6

1 .9 6 2 1

5 6 2 .9

1 .7 1 6 7

4 9 0 .4

0 . 5

3 .3 3 0 8

7 8 2 .0

2 .9 7 2 1

6 8 7 .6

2 .6 0 9 7

6 0 0 .7

0 . 6

4 .7 1 0 8

9 1 6 .4

4 .1 5 2 3

8 0 6 .7

3 .6 5 8 5

7 0 6 .6

0 . 7

6 .2 0 0 9

1 0 4 3 .7

5 .4 8 3 1

9 2 0 .9

4 .8 5 0 8

8 0 8 .5

0 . 8

7 .8 2 8 1

1 1 6 4 .2

6 .9 6 7 5

1 0 3 0 .4

6 .1 7 6 3

9 0 6 .6

0 . 9

9 .5 6 9 8

1 2 7 8 .0

8 .5 8 0 9

1 1 3 5 .8

7 .6 2 6 2

1 0 0 0 .3

1 .0

1 1 .4 0 5

1 3 J 5 .3

1 0 .3 1 1

1 2 3 7 .5

9 .1 9 3 4

1 0 9 2 .9

1 .2

1 5 .2 7 3

1 5 8 0 .9

1 4 .1 6 5

1 4 3 1 .7

1 2 .6 5 9

1 2 6 7 .9

1 .4

1 9 .2 7 6

1 7 5 2.1

1 8 .4 9 3

1 6 1 6 .6

1 6 .5 4 9

1 4 3 4 .1

1 .6

2 4 .2 7 4

1 9 0 0 .3

2 3 .3 3 3

1 7 9 5 .7

2 0 .8 6 5

1 5 9 3 .9

1 .8

2 9 .8 3 7

2 0 2 6 .6

2 8 .7 5 8

1 9 7 2 .8

2 5 .6 3 6

1 7 4 9 .7

2 .0

3 4 .9 9 1

2 2 3 2 .4

3 4 .8 7 6

2 1 5 1 .5

3 0 .9 1 6

1 9 0 4 .0

2 .1

3 8 .2 3 9

2 2 4 2 .6

3 3 .7 7 1

1 9 8 1 .3

T

h

er

m

o

d

y

n

am

ic

in

v

e

s

ti

g

a

ti

o

n

of

th

io

u

re

a

in

w

a

te

r

(4)

I n a

(T )

dT

U s in g t h e v a l u e s o f ogmo-tic

c o e f f i c i e n t s o f t h i o u r e a i n

s o l u t i o n s

a t t h e te m p . 2 9 8 .1 5 K

o b t a i n e d by B on ner

e t »1

t h e e x c e s s

o f r e l a t i v e p a r t i a l m o la l

e n t r o p y o f

s o l v e n t

was c a l c u l a t e d

( T a b le 2 ,

F i g . 1)

o v e r t h e

te m p e r a t u r e

2 9 3 .1 5 - 3 3 3 .1 5 K.

T a b l e

E x c e s s o f r e l a t i v e p a r t i a l m o la l e n t r o p i e s

o f w a te r

A 5 f

f o r a q u e o n s t h i o u r e a a n d u r e a

s o l u t i o n s a t te m p e r a tu r e 2 9 8 .1 5 K

m

I-( m ole/kg)

AS^

(j/ra o le deg)

t h i o u r e a

u r e a

0 .1

0 .0 0 0 4 7

0 . 2

0 .0 0 1 7 7

~

0 . 3

0 .0 0 3 7 6

0 . 4

0 .0 0 6 3 0

0 . 5

0 .0 0 9 3 4

0 .0 0 3 7 6

0 . 6

0 .0 1 2 6 6

0 . 7

0 .0 1 6 2 2

0 . 8

0 .0 2 0 0 9

0 . 9

0 .0 2 3 9 8

1 .0

0 .0 2 8 1 4

0 .0 1 3 8 1

1 .2

0 .0 3 6 9 8

1 .4

0 .0 4 6 6 8

1 .5

0 .0 2 3 4 3

1 .6

0 .0 5 7 6 9

i . e

0 .0 7 0 4 8

2 .0

, 0 .0 3 6 4 0

w a te r

[ 4 ] ,

(AS®)

r a n g e

(5)

303.15 K(30°C)

313.15K |40°C)

323.15 K(50°Cl

333.15 K(60°C)

Urea

298,15 k (25°C)

1,0

, . .1

2,0 mmol

kg

F i g

. 1 . E x c e s s o f r e l a t i v e

p a r t i a l m o la l e n t r o p y

o f s o l v e n t AS1

a s a f u n c t i o n o f c o n c e n t r a t i o n o f t h i o u r e a i n w a te r

The v a l u e s o f

AS^

c a l c u l a t e d by u s

f o r t h i o u r e a

s o l u t i o n s

i n t e m p e r a t u r e

r a n g e u n d e r i n v e s t i g a t i o n

show t h e

s t r u c t u r e -

- b r e a k l n g c h a r a c t e r

o f t h i o u r e a .

The o b t a i n e d v a l u e s

o f

e x c e s s

o f r e l a t i v e p a r t i a l m o la l

e n t r o p y o f w a te r

a t t h e

te m p e r a t u r e

2 9 8 .1 5 K

a r e m ore p o s i t i v e

t h a n t h e v a l u e s

o f t h i s f u n c t i o n f o r

u r e a s o l u t i o n s [5 , 6 ]

( s e e T a b le 2 ) .

I t s u g g e s t s m ore

d e s t r u c ­

t i v e e f f e c t

o f t h i o u r e a m o le c u le s

on w a te r s t r u c t u r e

th a n

t h a t

o f u r e a m o l e c u le s .

On t h e b a s i s

o f h e a t c a p a c i t y a n d

s m a ll c h a n g e s i n t h e w a te r

p r o t o n s i g n a l ,

S u b ra m a n ia n

e t a l [ 7 ] r e a c h e d t h e

same

c o n l u -

s i o n a b o u t t h e

d e s t r u c t i v e e f f e c t

o f u r e a a n d

t h i o u r e a

on

t h e

s t r u c t u r e w a t e r ,

t h e e f f e c t o f t h i o u r e a b e in g

s t r o n g e r .

The more d e s t r u c t i v e

e f f e c t o f t h i o u r e a

on s p e c i f i c

w a te r

s t r u c t u r e i s

c a u s e d by

t h e r e p la c e m e n t o f

o x y g en atom i n a u r e a

m o le c u le by

a s u l p h u r atom [ a ; 9 ]

w h ich h a s

w e a k e r p r o t o n

a c ­

c e p t i n g a b i l i t y .

A p l a n a r t h i o u r e a

m o le c u le b e i n g

b i g g e r

t h a n

(6)

t h a t o f u r e a ,

d o e s n o t h a v e

enough room

i n t h e h y d ro g e n

bond

l a t t i o e o f w a t e r

s t r u c t u r e [ 1 0 ] .

REFERENCES

[1 ]

T a n i e w s k a - 0 t i ii a k a

S. ,

P a ł e c z

B . ,

J .

Chem. T herm odynam ics

1 2 , 775 (1 9 8 0 ),

[ 2 ]

I z m a i l o v

N. A .,

E le k t r o k h i m i a r a s t v o r o v ,

p .

1 1 2 .

I z d . K h a rk . U n iv . K harkov ( 1 9 5 9 ) .

[ 3 ]

R o b i n s o n

R. A. ,

S t o k e s

R . M .,

E l e c t r o l y t e s

S o l u t i o n s ,

London ( 1 9 5 5 ) .

[ 4 ]

B o n n e r

0 . D. t

J o r d a n

C. F . ,

A r i s m a n

R.

K. ,

B e d n a r e k

J . M .,

J . Chem. T herm o d y n am ics,

8 ,

1173 (1 9 7 6 )«

[ 5 ] Ł o g w i n i e n k o

R . ,

D o c to r a l t h e s i s »

Lódź U n i v e r s i ­

t y 1 9 7 2 .

[ 6 ]

B a r o n e

G. ,

E l i a

V. ,

R i z z o

E . ,

IV I n t e r n .

C o n f, C a l o r i m e t r y

an d T h erm o d y n am ics,

M o n t p e l l i e r ,

F ra n c e

( 1 9 7 5 ) .

[ 7 ]

S u b r a m a n i a n

S . ,

S a r m a

T. S. ,

B a l a s u-

b r a m a n i a n

D. ,

A h l u w a i i a

J . C . , J , P h y s .

C h em .,

7 5 , 815 (1 9 7 1 ) .

[ 8 ]

S t e w a r t

J . E . ,

J . Chem. P h y s .,

2 6 , 248 (1 9 5 7 ) .

[ 9 ]

P e^n k a l a

T . ,

Z a ry s k r y s t a l o c h e m l i ,

t . 2 ,

W arszawa

( 1 9 6 8 ) ,

s . 1 4 5 .

[ 1 0 ] S t ę p i e ń

A .,- U n i v e r s i t y o f L o d ź.

P e r s o n a l com m unica­

t i o n .

.

D e p a rtm e n t o f P h y s i c a l C h e m is try

\

I n s t i t u t e o f C h e m is try

U n i v e r s i t y o f

Ł ó d ź

(7)

S t e f a n i a T a n le w s k a -O s iń s k a , B a r t ł o m i e j P a ł e c z

BADANIA TERMODYNAMICZNE ROZTWORÓW TIOMOCZNIK-WODA

Na p o d s ta w ie pom iarów

c a łk o w ite g o c i e p ł a

r o z p u s z c z a n i a

t i o ­

m o c z n ik a w w o d z ie [ 1 ] w p r z e d z i a l e t e m p e r a t u r

2 9 3 ,1 5 - 3 3 3 .1 5 Kwy­

l i c z o n o w a r t o ś c i

w z g lę d n y ch c z ą s tk o w y o h

molowych e n t a l p i i

wody

( L ,)

i tio m o c z n ik a

( L ? ) .

K o r z y s t a j ą c z w a r t o ś c i

( L j)

o r a z a k ­

ty w n o ś c i wody

w t y c h m ie s z a n in a c h

w yznaczono n a d m ia r

w z g lę d n e j

c z ą s t k o w e j m olow ej e n t r o p i i

r o z p u s z c z a l n i k a

(A Sj1) .

P rz e p ro w a ­

d z o n a a n a l i z a

w spom nianych f u n k c j i

term o d y n a m ic z n y c h

w z a l e ż n o ­

ś c i od s t ę ż e n i a

1 te m p e r a tu r y

w s k a z u je n a

s i l n i e j

n i s z c z ą c y

wpływ tio m o c z n ik a n i ż m o czn ik a n a

s t r u k t u r ę w ody.

CTe(J>aHH« TaHeBCKa-OcHHbGKa, EapTJiOMHelł n ajisu

TEPMOHHHAŁŁWECK>IE HCCJIE40BAHHH PACTBOPOB THOMOMEBHHA-BOM

flcuib3yacb

KajiopHMeTpHiecKH H3MepeHHofl

HHTerpaJiHott

TenjioToft

pacTBoperniH THOMOueBKKtj b Bojie

b

n pe^ejie

T eM nepatyp

2 9 3 .1 5 -

- 3 3 3 .1 5 K,

0n p £^eaeH 0 o T h o c h t

gji

bnu_e

napuaajiibHhie MOjiHJibHbie

2H-

raoibnHH boau

( L j ) h TKOMO^ieBHHu C^ 2 ) •

Hcxona H3 3HaMeHHfi

( L1 )

H

aKTHBHOCTH BO£H_B 3THX paOTBOpaX OnpeASJieHa H 3 fibIT OM

H3Ji

O. U. M.

SHTponMH BOflbi

( A Ś f ) . [IpoBeĄeHHuił aHajjHS ynoMHHyTUx

t

e p

moahHaMK—

necKHx :{)yHKąuii b 3aBHcnwocTH o t KOHi;eHTpau«H[ h TeMnepaTyphi y x a - suB aeT Ha O ojtee can b H o e paaynopjuoM HBajom ee BJiHHHHe THOMOMeBHHu ue»» tioHeBiriHU Ha cTpyKTypy boąm .

Cytaty

Powiązane dokumenty

Na 20 odkrytych grobów tylko 5 wys­ tępowało w etanie nienaruszonym, pozostałe, na które składały się przydenne częśol popielnic z resztkami kośol, znajdowały

Inwentarz tych jam składał się głównie ■ fragmentów

W części północnej natomiast, w pobliżu kulminacji wyniesienia odsłonię­ to zarysy dwóch niewielkich jam zawierających materiały ceramiczne późnej fazy kultury ceramiki

W powyższym utworze ujawnia się relacja Ja–Ty: „uwodzisz mnie promieniu słońca, dosięgasz (...)” oraz Ja–To w doświadczeniu świata przyrody według buberowskiej myśli:

De hoeveelheden zand, welke in onze verzameling monsters voorkomen, zijn bovendien in het algemeen niet een maat voor het zandgehalte van den bodem, omdat vaak naar verhouding te

Chcąc pielęgnować dobro trzeba przeciwstawić się dy- namizmowi zła (dynamiczna koncepcja dobra), stworzyć system obrony przed złem, instytucjonalną ochronę przed złem

W powyższych przypadkach przepisy ustawy umożliwia- ją podmiotom uprawnionym domaganie się zaprzestania korzystania z utworów osieroconych oraz dodatkowo przyznają im prawo

W perspektywie ustawy o leczeniu niepłodności to niezamierzona reakcja organizmu dawcy lub biorczyni związana z pobie- raniem lub zastosowaniem u ludzi komórek rozrodczych