Microsoft Word Ksi\271\277ka abstrakt\363w doc



Yüklə 20,03 Mb.
Pdf görüntüsü
səhifə146/173
tarix17.11.2018
ölçüsü20,03 Mb.
#80416
1   ...   142   143   144   145   146   147   148   149   ...   173

 
 
 
 
 
 
 
XIV
h
 International Conference on Molecular Spectroscopy, Białka Tatrzańska 2017
 
 
305
T6: P–13 
Microheterogeneity in binary mixtures of aliphatic and aromatic 
hydrocarbons: ATR-IR/NIR spectroscopic and chemometric studies  
 
Paweł Tomza
1
, Władysław Wrzeszcz
1
, Tomasz Dobek
1
, Mirosław Antoni Czarnecki
1
 
 
Faculty of Chemistry, University of Wrocław, F. Joliot-Curie 14, 50-383 Wrocław, Poland, 
e-mail: miroslaw.czarnecki@chem.uni.wroc.pl 
 
 
Previous  studies  on  microheterogeneity  in  binary  mixtures  were  devoted  to  compounds  with 
aliphatic hydrocarbon chains [1, 2]. The aim of this work is the first examination of the presence and 
origin  of  the  separation  at  a  molecular  level  in  binary  mixtures  of  aliphatic  and  aromatic 
hydrocarbons. A particular attention was paid for relationship between the molecular structure of both 
components  of  the  mixture  and  the  extent  of  the  separation  at  a  molecular  level.  For  studies  we 
selected  four  different  mixtures:  benzene/toluene,  benzene/n-hexane,  benzene/cyclohexane  and  n-
hexane/cyclohexane. The composition-dependent spectra of all mixtures were measured by ATR-IR 
and  NIR  transmission  techniques  in  the  whole  range  of  mole  fraction  with  a  step  of  0.04.  The 
mixtures  were  automatically  prepared  with  a  high  precision  and  dosed  to  the  cell  by  a  computer-
controlled  flow-system  constructed  in  our  laboratory  (Photo  1).  As  a  result,  the  experimental  data 
were  more  accurate  and  provided  more  reliable  information  on  small  intensity  variations.  A 
comprehensive  exploration  of  the  experimental  spectra  was  performed  by  using  such  methods  like 
two-dimensional correlation analysis (2DCOS), principal component analysis (PCA), evolving factor 
analysis (EFA) or multivariate curve resolution (MCR). Besides, we calculated an excess absorption 
MIR/NIR spectra and parameter of ER [1, 2], which allows to compare the extent of deviation of the 
mixture  from  the  ideality  for  different  mixtures.  Obtained  results  are  discussed  and  compared  with 
those previously reported for the other binary mixtures [1, 2]. Results of MCR-ALS (Fig. 1) reveals 
the  presence  of  three  different  kinds  of  clusters:  pure  cyclohexanol  (blue),  pure  benzene  (red)  and 
heteroclusters (green). As can be  seen from  Fig.  1c,  the  heteroclusters consists of  cyclohexane  and 
benzene molecules and the population of these clusters is the highest at equimolar mixture (Fig. 1b).  
 
 
 
 
 
Photo 1.  Flow-system for automatic preparing and    
 Fig. 1. NIR spectra (a), concentration profiles (b) 
              dosing samples to ATR-IR/NIR cells.               
 and spectral profiles (c) obtained from MCR-ALS
 
 
 
 
 
 
 
                
 
 
 
 
 
         of cyclohexane/benzene mixture. 
 
Keywords:  microheterogeneity; binary mixtures; aliphatic/aromatic hydrocarbons; excess absorption spectra; 
 
 
    ATR-IR; NIR; 2DCOS; chemometrics 
 
Acknowledgment 
This work was supported by Grant NCN 2013/11/B/ST4/00501. 
 
References  
[1]  W.
 
Wrzeszcz,
 
P.
 
Tomza,
 
M.
 
Kwaśniewicz,
 
S.
 
Mazurek,
 
R.
 
Szostak,
 
M.A.
 
Czarnecki,
 
RSC
 
Adv.
 
6
 
(2016)
 
37195. 
[2]  W. Wrzeszcz, P. Tomza, M. Kwaśniewicz, S. Mazurek, M. A. Czarnecki, RSC Adv. 6 (2016) 94294. 


 
 
 
 
 
 
 
XIV
h
 International Conference on Molecular Spectroscopy, Białka Tatrzańska 2017
 
306
T6: P–14 
Microheterogeneity in binary mixtures of water with CH
3
OH and 
CD
3
OH: ATR-IR/NIR spectroscopic, chemometric and DFT studies 
 
Paweł Tomza
1
, Władysław Wrzeszcz
1
, Sylwester Mazurek
1
, Roman Szostak
1
,  
and Mirosław Antoni Czarnecki
1
 
 

Faculty of Chemistry, University of Wrocław, F. Joliot-Curie 14, 50-383 Wrocław, Poland,  
e-mail: miroslaw.czarnecki@chem.uni.wroc.pl 
 
 
Our  previous  studies  have  shown  microheterogeneity  in  the  binary  mixtures  of  propyl 
alcohols with water, [1] methanol with aliphatic alcohols [2] and aliphatic alcohols with alkanes. 
[3]  The  aim  of  this  work  is  examination  of  the  presence  and  origin  of  the  separation  at  a 
molecular  level  in  binary  mixtures  of  methanol  and  methanol-d3  with  water.  Of  particular 
interest is the effect of isotopic substitution on the structure and interactions in both mixtures. To 
address  these  questions  we  measured  a  series  of  ATR-IR  and  NIR  transmission  spectra  of 
H2O/CH3OH  and  H2O/CD3OH  mixtures.  Vibrational  spectroscopy  is  very  powerful  tool  for 
molecular structure and interaction studies since it provides detailed information at a molecular 
level. However, direct interpretation of the experimental data provides only limited information. 
To  explore  the  experimental  data  in  detail  we  applied  two-dimensional  correlation  analysis 
(2DCOS) and chemometric  methods  like principal component  analysis  (PCA), evolving  factor 
analysis  (EFA)  or  multivariate  curve  resolution  (MCR).  Besides,  interpretation  of  the 
experimental results was supported by DFT calculations of the structure and vibrational spectra 
of  various  model  clusters.  The  concentration  and  spectral  profiles  obtained  from  MCR-ALS 
(Fig.  1)  evidence  the  presence  of  three  different  kinds  of  clusters  in  the  mixture:  pure  water 
(blue), pure alcohol (yellow) and the mixed clusters (red).  
    
 
 
Fig. 1. Concentration (a) and spectral (b) profiles of H
2
O/CH
3
OH (left) 
and H
2
O/CD
3
OH (right) mixtures obtained from MCR-ALS. 
 
Keywords: microheterogeneity; binary mixtures; water; methanol; methanol-d3; ATR-IR; NIR; MCR-ALS; DFT 
 
Acknowledgment 
This work was partially supported by Grant NCN 2013/11/B/ST4/00501. 
 
References  
[1]  P. Tomza, M. A. Czarnecki, J. Mol. Liq. 209 (2015) 115. 
[2]  W.  Wrzeszcz,  P.  Tomza, M.  Kwaśniewicz,  S. Mazurek, R.  Szostak,  M.  A.  Czarnecki,  RSC  Adv.  6 
(2016) 37195. 
[3]  W. Wrzeszcz, P. Tomza, M. Kwaśniewicz, S. Mazurek, M. A. Czarnecki, RSC Adv. 6 (2016) 94294. 
 


Yüklə 20,03 Mb.

Dostları ilə paylaş:
1   ...   142   143   144   145   146   147   148   149   ...   173




Verilənlər bazası müəlliflik hüququ ilə müdafiə olunur ©genderi.org 2024
rəhbərliyinə müraciət

    Ana səhifə