Density of Methanolic Alkali Halide Salt Solutions by Experiment and Molecular Simulation
Density of Methanolic Alkali Halide Salt Solutions by Experiment and Molecular Simulation
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通过实验和分子模拟研究甲醇碱金属卤化物盐溶液的密度
DOI：
10.1021/je5009944
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发表时间：
2015
影响因子：
--
通讯作者：
H. Hasse
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
S. Reiser;M. Horsch;H. Hasse
在298.15 K、308.15 K和318.15 K下，在1 bar下，实验研究了含有碱金属阳离子（Li+、Na+、K+、Rb+、Cs+）与卤素阴离子（F-、Cl-、Br-、I-）的所有可溶性组合的溶液的甲醇碱金属卤化物盐溶液的密度，浓度高达0.05 mol/mol或溶解度极限的90%。电解质溶液的密度也通过分子模拟在相同的温度和组成范围内确定。在之前的工作中，将离子的使用力场调整为水溶液的性质，并将溶剂甲醇调整为纯组分的性质。力场是Lennard-Jones（LJ）加点电荷类型的情况下的离子和LJ加部分电荷类型的情况下的溶剂。对于本分子模拟，不进行力场的进一步调整。用Lorentz-Berthelot组合规则预测了离子与甲醇的混合相互作用。通过分子模拟得到的约化密度与实验值符合得很好。此外，径向分布函数的甲醇周围的离子，溶剂化数和甲醇分子在第一溶剂化壳层的停留时间，离子的自扩散系数，和电导率进行了系统的研究，通过分子模拟和比较实验文献数据。
The density of methanolic alkali halide salt solutions is studied experimentally at 298.15 K, 308.15 K and 318.15 K at 1 bar for solutions containing all soluble combinations of alkali cations (Li+, Na+, K+, Rb+, Cs+) with halide anions (F–, Cl–, Br–, I–) at concentrations up to 0.05 mol/mol or 90% of the solubility limit. The density of the electrolyte solutions is also determined by molecular simulation in the same temperature and composition range. The used force fields of the ions were adjusted in previous works to properties of aqueous solutions and the solvent methanol to pure component properties. The force fields are of the Lennard-Jones (LJ) plus point charge type in case of the ions and of the LJ plus partial charges type in case of the solvent. For the present molecular simulations, no further adjustment of the force fields is carried out. The mixed interactions between the ions and methanol are predicted by the Lorentz–Berthelot combining rules. The predictions of the reduced density by molecular simulation are found to be in very good agreement with the experimental data. Furthermore, the radial distribution function of methanol around the ions, the solvation number and the residence time of methanol molecules in the first solvation shell, the self-diffusion coefficient of the ions, and the electric conductivity are systematically studied by molecular simulation and compared to experimental literature data where available.
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