การประมาณค่าความดันไอสำหรับสารบริสุทธิ์
คำสำคัญ:
วิธี Group contribution, แบบจำลอง COSMO-SAC, ความดันไอบทคัดย่อ
ความดันไอเป็นสมบัติที่สำคัญทางเทอร์ไดนามิกส์ ในทางวิศวกรรมเคมี แต่การที่จะทราบค่านี้ต้องการผลการทดลองเพื่อใช้ในการคำนวณ ซึ่งมีค่าใช้จ่ายและมีผลกระทบต่อสุขภาพของผู้ทดลอง นอกจากวิธีการนี้แล้วยังมีวิธีการที่สามารถประมาณค่าความดันไอได้ คือวิธีการ Group contribution โดยที่การคำนวณใช้เพียงโครงสร้างของโมเลกุลของสาร หรือวิธีการ COSMO-SAC ที่ใช้ค่าซิกม่าโปรไฟล์และปริมาตรจำเพาะของสารซึ่งเป็นผลการทดลองที่สามารถสืบค้นได้โดยทั่วไป ดังนั้นในการวิจัยจึงทำการทดสอบเปรียบเทียบประสิทธิภาพ ของทั้งสองวิธีนี้โดยเปรียบเทียบค่าความดันไอที่อุณหภูมิ 298.15 เคลวิน และ จุดเดือด ณ ความดัน 1 บรรยากาศ กับค่าที่คำนวณจากผลการทดลองของสาร 6 กลุ่มสาร คือ n-alkanes, 1-alkenes, alkyne, alcohol, aldehyde และ ketone ด้วยการวิเคราะห์ความแม่นยำจาก Coefficient of determination (R2) และ Average absolute deviation relation (AADR) พบว่าวิธีการ Group contribution มีความแม่นยำในการประมาณค่าจุดเดือด ณ ความดัน 1 บรรยากาศ (Tb) คือ R2= 0.9949, AADR= 0.0152 และการคำนวณค่าความดันไอที่อุณหภูมิ 298.15 เคลวิน ( P@298.15K ) R2= 0.9890, AADR= 0.3770 และ วิธีการ COSMO-SAC มีความแม่นยำในการประมาณค่าจุดเดือด ณ ความดัน 1 บรรยากาศ (Tb) คือ R2= 0.9887, AADR = 0.0249 และการคำนวณค่าความดันไอที่อุณหภูมิ 298.15 เคลวิน( P@298.15K ) R2= 0.9906, AADR= 0.5493 ของสารทั้ง 6 กลุ่ม โดยการประมาณค่าของทั้งสองวิธีการมีวิธีที่แตกต่างกันแต่ให้ค่าที่มีความแม่นยำใกล้เคียงกัน ดังนั้นทั้งสองวิธีสามารถนำมาใช้เพื่อเพิ่มความมั่นใจในการประมาณค่าทั้งสองในกรณีที่ไม่มีผลการทดลอง แต่ในส่วนกลุ่มสารอื่นๆ ที่ COSMO-SAC ยังคิดได้ไม่แม่นยำเท่าที่ควร จึงต้องมีการปรับปรุงพารามิเตอร์ที่ใช้ในการคิดเพิ่มเติมเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพในการคำนวณ
เอกสารอ้างอิง
Bruce E. Poling, J. M. Prausnitz, John Paul O'Connell (2004). The Properties of Gases and liquids. (5th ed.). McGraw-Hill.
ChemicalBook Inc. (2016). Molecular Structure. ค้นเมื่อ 20 กันยายน 2559 จาก http://www.chemicalbook.com/ProductIndex_EN.aspx.
Constantinou, L., Gani, R. (1994). New Group-Contribution Method for Estimating Properties of Pure Compounds. AIChE J., 40, 1697.
Cordes, W., Rarey, J. (2002). A New Method for the Estimation of the Normal Boiling Point of Non - Electrolyte Organic Compounds. Fluid Phase Equilib, (201), 409- 433.
Joback, K. G., Reid, R. C. (1987). Estimation of Pure-Component Properties from Group-Contributions. Chem. Eng. Commun., (57), 233-243.
Lide, D. R., et al. (2005). CRC Handbook of Chemistry and Physics. New York: CRC Press.
Lin, S. T. (2006). Thermodynamic equation of state from molecular solvent. Fluid Phase Equilib, 245, 185-192.
Mullins, E., et al. (2006). Sigma-Profile Database for Using COSMO-based Thermodynamic Methods. Ind. Eng. Chem Research, 45, 4389-4415.
Nannoolal, Y., et al, (2006). Estimation of pure component properties Part 1. Estimation of the normal boiling point of non-electrolyte organic compounds via group contributions and group interactions. Fluid Phase Equilibria, 226, 45–63.
Nannoolal, Y., et al. (2008). Estimation of pure component properties Part 3. Estimation of the vapor pressure of non-electrolyte organic compounds via group contributions and group interactions. Fluid Phase Equilibria, 269, 117–133.
Stein, S. E., Brown, R. L. (1994). Estimation of Normal Boiling Points from Group Contributions. J. Chem. Inf. Comput. Sci., 34, 581-587.
Wang, S., et al. (2006). Application of the COSMO-SAC-BP Solvation Model to Predictions of Normal Boiling Temperatures for Environmentally Significant Substances. Ind. Eng. Chem. Res, 45, 5426-5434.
Wang, S., et al. (2007). Refinement of COSMO-SAC and the applications. Ind. ENG. Chem. Res, 46, 7275- 7288.
ดาวน์โหลด
เผยแพร่แล้ว
รูปแบบการอ้างอิง
ฉบับ
ประเภทบทความ
สัญญาอนุญาต
ลิขสิทธิ์ (c) 2023 คณะเทคโนโลยีอุตสาหกรรม มหาวิทยาลัยราชภัฎสวนสุนันทา
อนุญาตภายใต้เงื่อนไข Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.
บทความที่ได้รับการตีพิมพ์เป็นลิขสิทธิ์ของคณะวิศวกรรมศาสตร์และเทคโนโลยีอุตสาหกรรม มหาวิทยาลัยราชภัฎสวนสุนันทา
ข้อความที่ปรากฏในบทความแต่ละเรื่องในวารสารวิชาการเล่มนี้เป็นความคิดเห็นส่วนตัวของผู้เขียนแต่ละท่านไม่เกี่ยวข้องกับมหาวิทยาลัยราชภัฎสวนสุนันทา และคณาจารย์ท่านอื่นๆในมหาวิทยาลัยฯ แต่อย่างใด ความรับผิดชอบองค์ประกอบทั้งหมดของบทความแต่ละเรื่องเป็นของผู้เขียนแต่ละท่าน หากมีความผิดพลาดใดๆ ผู้เขียนแต่ละท่านจะรับผิดชอบบทความของตนเองแต่ผู้เดียว
