Hvorfor har triethylaminvandssystem lavere konsoluttemperatur?

Triethylamin-vand-systemet udviser en lavere konsoluttemperatur (LCST), hvilket betyder, at de to komponenter er blandbare ved lave temperaturer, men bliver ikke-blandbare, når temperaturen øges. Denne opførsel skyldes en kombination af faktorer:

1. Hydrogenbinding:

* Vand: Vandmolekyler er meget polære og danner stærke brintbindinger med hinanden.

* triethylamin: Triethylamin er et ikke-polært molekyle og danner ikke brintbindinger med vand.

2. Entropi og entalpi:

* lave temperaturer: Ved lave temperaturer favoriseres entropiforstærkningen ved blanding. Dette betyder, at systemet favoriserer en mere forstyrret tilstand med begge komponenter opløst.

* Høje temperaturer: Efterhånden som temperaturen stiger, bliver entalpi -udtrykket mere dominerende. De ugunstige interaktioner mellem vand og triethylamin bliver mere udtalt, hvilket fører til faseseparation.

3. Hydrofobe effekter:

* Triethylamin er et hydrofobt molekyle, hvilket betyder, at det afviser vand. Ved højere temperaturer bliver den hydrofobe virkning stærkere, hvilket får triethylaminmolekylerne til at klynge sig sammen og adskille sig fra vandfasen.

4. Molekylær størrelse og form:

* Triethylamin er et relativt stort molekyle med en voluminøs struktur. Denne forskel i størrelse og form mellem triethylamin og vandmolekyler bidrager til de ugunstige interaktioner ved højere temperaturer.

Kortfattet:

Den lavere konsoluttemperatur i triethylamin-vand-systemet opstår fra samspillet mellem hydrogenbinding, entropi, entalpi, hydrofobe virkninger og forskelle i molekylær størrelse og form. Ved lave temperaturer opvejer entropiforøgelsen ved at blande sig de ugunstige interaktioner, hvilket fører til blanding. Efterhånden som temperaturen stiger, bliver de ugunstige interaktioner mere dominerende, hvilket resulterer i faseseparation og en lavere konsoluttemperatur.