Математическая физика и компьютерное моделирование

2587-63252587-6902

10.15688/mpcm.jvolsu.2023.1.6

Other

Исследование диэлектрических свойств водного раствора иодида лития с учетом обобщенной потенциальной энергии взаимодействия

Investigation of the dielectric properties of aqueous solution of lithium iodide taking into account the generalized potential interaction energy

Махмадбегов

Рашидджон Саидвалибегович

Makhmadbegov

Rashidjon S

Mah86Rashid@mail.ru

https://orcid.org/0000-0002-8234-0150

Russian-Tajik (Slavonic) University(Dushanbe, Tajikistan)Российско-Таджикский (Славянский) университет(г. Душанбе, Таджикистан)

01022023

26175881212202213012023https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/

CC BY-NC 4.0

На основе аналитических выражений для динамических коэффициентов диэлектрической проницаемости 1(ν) и диэлектрических потерь 2(ν), полученных ранее методом кинетических уравнений для растворов электролитов, с учетом вкладов обобщенного потенциала взаимодействия ионно-молекулярных систем, исследована частотная дисперсия этих коэффициентов и проведены численные расчеты в зависимости от температуры T, плотности ρ и концентрации C для растворов иодида лития. Полученные результаты численных расчетов находятся в удовлетворительном согласии с экспериментальными данными для водных растворов электролитов иодида лития.

On the basis of analytical expressions for the dynamic coefficients of permittivity 1(ν) and dielectric losses 2(ν) obtained earlier by the method of kinetic equations for electrolyte solutions, taking into account the contributions of the generalized interaction potential of ionic-molecular systems, the frequency dispersion of these coefficients was studied and numerical calculations were carried out in dependence on temperature T, density ρ and concentration C for lithium iodide solutions. The results of numerical calculations are in satisfactory agreement with the experimental data for aqueous solutions of lithium iodide electrolytes.

коэффициенты диэлектрической проницаемости и диэлектрических потерькоэффициенты трениявремена релаксациипотенциальная энергия взаимодействиярадиальная функция распределения

permittivity and loss coefficientsfriction coefficientsrelaxation timespotential interaction energyradial distribution function

Акдодов, Д. М. Исследование области частотной дисперсии коэффициентов вязкостей растворов электролитов с учетом обобщенного потенциала взаимодействия / Д. М. Акдодов // Вестник Таджикского национального университета. Серия естественных наук. — 2017. — № 1-1. — C. 111–115.

Вопросы физической химии растворов электролитов / под ред. Г. И. Микулина. — Л. : Химия, 1968. — 420 с.

Кобелев, А. В. Диэлектрическая проницаемость и релаксация водных растворов иодида цезия / А. В. Кобелев, А. С. Лилеев, А. К. Лященко // Журн. неорган. химии. — 2011. — Т. 56, № 10. — C. 1746–1749.

Кобелев, А. В. Температурная зависимость СВЧ-диэлектрических свойств водных растворов иодида калия / А. В. Кобелев, А. С. Лилеев, А. К. Лященко // Журн. неорган. химии. — 2011. — Т. 56, № 4. — C. 697–704.

Лященко, А. К. Активность воды и диэлектрическая константа водных растворов электролитов / А. К. Лященко, И. М. Каратаева // Журн. физ. химии. — 2010. — Т. 84, №2. — C. 376–384.

Лященко, А. К. Пространственная структура воды во всей области ближнего порядка / А. К. Лященко, Л. В. Дуняшев, В. С. Дуняшев // Журн. структур. химии. — 2006. — Т. 47, № 7. — C. S36–S53.

Лященко, А. К. Структурные и молекулярно-кинетические свойства концентрированных растворов и фазовые равновесия водно-солевых систем / А. К. Лященко // Концентрированные и насыщенные растворы. — М. : Наука, 2002. — C. 93–118.

Михайлов, И. Г. Основы молекулярной акустики / И. Г. Михайлов, В. А. Соловьев, И. Г. Сырников. — М. : Наука, 1964. — 514 c.

Одинаев, C. Исследование частотной дисперсии динамических модулей упругости растворов электролитов на основе обобщенного потенциала ионно-молекулярных систем / C. Одинаев, Д. М. Акдодов, Н. Шарипов // Вестник Таджикского национального университета. Серия естественных наук. — 2020. — № 1. — C. 118–130.

Одинаев, C. Исследование частотной дисперсии коэффициента диэлектрической проницаемости растворов электролитов / C. Одинаев, Р. С. Махмадбегов // Журн. физ. химии. — 2016. — Т. 90, № 1. — C. 52–58.

Одинаев, C. Исследование частотной дисперсии коэффициента удельной электропроводности водных растворов электролитов / C. Одинаев, Д. М. Акдодов, Х. И. Идибегзода // Журн. структур. химии. — 2019. — Т. 60, № 3. — C. 452–460.

Одинаев, C. Исследование частотной дисперсии коэффициентов диэлектрической проницаемости и диэлектрических потерь водных растворов иодидов калия / C. Одинаев, Д. М. Акдодов, Р. С. Махмадбегов // Журн. структур. химии. — 2022. — Т. 63, № 6. — C. 826–837.

Одинаев, C. Исследование частотной дисперсии коэффициентов диэлектрической проницаемости и диэлектрических потерь водного раствора иодида цезия / C. Одинаев, Р. С. Махмадбегов // Известия Национальной академии наук Таджикистана. Отделение физико-математических, химических, геологических и технических наук. — 2021. — Т. 182, №1. — C. 39–49.

Одинаев, C. Расчет частотных спектров коэффициентов диэлектрической проницаемости и диэлектрических потерь водных растворов электролитов / C. Одинаев, Р. С. Махмадбегов // Журн. физ. химии. — 2018. — Т. 92, № 1. — C. 107–114.

Одинаев, C. Частотная дисперсия диэлектрической проницаемости и диэлектрических потерь водных растворов KCl и CsCl в зависимости от параметров состояния / C. Одинаев, Р. С. Махмадбегов // Укр. физ. журн. — 2015. — Т. 60, № 12. — C. 1212–1219.

Одинаев, C. Численный расчет коэффициентов диэлектрической проницаемости и диэлектрических потерь водного раствора KF от параметров состояния / C. Одинаев, Р. С. Махмадбегов // Журн. структур. химии. — 2018. — Т. 59, № 3. — C. 621–628.

Самойлов, О. Я. Структура водных растворов электролитов и гидратация ионов / О. Я. Самойлов. — М. : АН СССР, 1957. — 182 c.

Смирнова, Н. А. Молекулярные теории растворов / Н. А. Смирнова. — Л. : Химия, 1987. — 336 c.

Температурные изменения диэлектрической проницаемости и релаксации водных растворов иодида лития / А. К. Лященко, А. В. Кобелев, И. М. Каратаева, А. С. Лилеев // Журн. неорган. химии. — 2014. — Т. 59, № 7. — C. 971–980.

Юхновский, И. Р. Статистическая теория классических равновесных систем / И. Р. Юхновский, М. Ф. Головко. — Киев : Наукова думка, 1980. — 372 c.

Barthel, J. M. G. Physical Chemistry of Electrolyte Solution. Modern Aspects / J. M. G. Barthel, H. Krienke, W. Kunz. — Steinkopff; Darmstadt; New York : Springer, 1998. — 401 p.

Krienke, H. Alkali metal halide solution in 1,4-dioxide − water mixtures. A Monte Carlo simulation study / H. Krienke, G. Krienke, J. M. G. Barthel // J. Molecular Liquids. — 2004. — Vol. 109. — P. 115–124.

Lyashchenko, A. K. Dielectric Relaxation of Water in Hydration Shells of Ions / A. K. Lyashchenko, A. S. Lileev // J. Chem. Eng. Data. — 2010. — Vol. 55. — P. 2008–2016.

Computer simulation study of rotational diffusion in polar liquids of different types / А. Y. Zasetsky, S. V. Petelina, A. K. Lyashchenko, A. S. Lileev // J. Chem. Phys. — 2010. — Vol. 133. — Article ID: 134502.

Zasetsky, А. Ion–Ion and Ion–Water Aggregations and Dielectric Response of Aqueous Solutions of Li2SO4: Molecular Dynamic Simulations Study / А. Zasetsky, А. Lyashchenko, A. Lileev // J. Molecular Physics. — 2011. — Vol. 109, № 6. — P. 813–822.

Akdodov D.M. Issledovanie oblasti chastotnoy dispersii koeffitsientov vyazkostey rastvorov elektrolitov s uchetom obobshchennogo potentsiala vzaimodeystviya [Investigation of the Region of Frequency Dispersion of the Viscosity Coefficients of Electrolyte Solutions, Taking Into Account the Generalized Interaction Potential]. Vestnik Tadzhikskogo natsionalnogo universiteta. Seriya estestvennykh nauk, 2017, no. 1-1, pp. 111-115.

Voprosy fizicheskoy khimii rastvorov elektrolitov [Issues of Physical Chemistry of Electrolyte Solutions. G.I. Mikulin, ed.]. Leningrad, Khimiya Publ., 1968. 420 p.

Kobelev A.V., Lileev A.S., Lyashchenko A.K. Dielektricheskaya pronitsaemost i relaksatsiya vodnykh rastvorov iodida tseziya [Dielectric Permittivity and Relaxation of Aqueous Solutions of Cesium Iodide]. Zhurn. neorgan. khimii, 2011, vol. 56, no. 10, pp. 1746-1749.

Kobelev A.V., Lileev A.S., Lyashchenko A.K. Temperaturnaya zavisimost SVChdielektricheskikh svoystv vodnykh rastvorov iodida kaliya [Temperature Dependence of Microwave Dielectric Properties of Aqueous Solutions of Potassium Iodide]. Zhurn. neorgan. khimii, 2011, vol. 56, no. 4, pp. 697-704.

Lyashchenko A.K., Karataeva I.M. Aktivnost vody i dielektricheskaya konstanta vodnykh rastvorov elektrolitov [Water Activity and Dielectric Constant of Aqueous Solutions of Electrolytes ]. Zhurn. fiz. khimii, 2010, vol. 84, no. 2, pp. 376-384.

Lyashchenko A.K., Dunyashev L.V., Dunyashev V.S. Prostranstvennaya struktura vody vo vsey oblasti blizhnego poryadka [Spatial Structure of Water in the Entire Range of ShortRange Order]. Zhurn. struktur. khimii, 2006, vol. 47, no. 7, pp. S36–S53.

Lyashchenko A.K. Strukturnye i molekulyarno-kineticheskie svoystva kontsentrirovannykh rastvorov i fazovye ravnovesiya vodno-solevykh sistem [Structural and Molecular-Kinetic Properties of Concentrated Solutions and Phase Equilibrium of Water-Salt Systems]. Kontsentrirovannye i nasyshchennye rastvory [Concentrated and Saturated Solutions] Moscow, Nauka Publ., 2002, pp. 93-118.

Mikhailov I.G., Solovyov V.A., Syrnikov I.G. Osnovy molekulyarnoy akustiki [Fundamentals of Molecular Acoustics]. Moscow, Nauka Publ., 1964. 514 p.

Odinaev C., Akdodov D.M., Sharipov N. Issledovanie chastotnoy dispersii dinamicheskikh moduley uprugosti rastvorov elektrolitov na osnove obobshchennogo potentsiala ionno-molekulyarnykh sistem [Study of the Frequency Dispersion of Dynamic Modules of Elasticity of Electrolyte Solutions Based on the Generalized Potential of Ion-Molecular Systems]. Vestnik Tadzhikskogo natsionalnogo universiteta. Seriya estestvennykh nauk, 2020, no. 1, pp. 118-130.

Odinaev C., Makhmadbegov R.S. Issledovanie chastotnoy dispersii koeffitsienta dielektricheskoy pronitsaemosti rastvorov elektrolitov [Studying the Frequency Dispersion of the Dielectric Permeability of Electrolyte Solutions]. Zhurn. fiz. khimii [Rus. J. Phys. Chem. A.], 2016, vol. 90, no. 1, pp. 52-58.

Odinaev C., Akdodov D.M., Idibegzoda Kh.I. Issledovanie chastotnoy dispersii koeffitsienta udelnoy elektroprovodnosti vodnykh rastvorov elektrolitov [Investigation of the Region of Frequency Dispersion of the Viscosity Coefficients of Electrolyte Solutions, Taking Into Account the Generalized Interaction Potential]. Zhurn. struktur. khimii, 2019, vol. 60, no. 3, pp. 452-460.

Odinaev C., Akdodov D.M., Makhmadbegov R.S. Issledovanie chastotnoy dispersii koeffitsientov dielektricheskoy pronitsaemosti i dielektricheskikh poter vodnykh rastvorov iodidov kaliya [Investigation of the Frequency Dispersion of the Dielectric Constants and Dielectric Losses of Aqueous Solutions of Potassium Iodides]. Zhurn. struktur. khimii, 2022, vol. 63, no. 6, pp. 826-837.

Odinaev C., Makhmadbegov R.S. Issledovanie chastotnoy dispersii koeffitsientov dielektricheskoy pronitsaemosti i dielektricheskikh poter vodnogo rastvora iodida tseziya [Investigation of the Frequency Dispersion of the Coefficients of Permittivity and Dielectric Losses of an Aqueous Solution of Cesium Iodide]. Izvestiya Natsionalnoy akademii nauk Tadzhikistana. Otdelenie fiziko-matematicheskikh, khimicheskikh, geologicheskikh i tekhnicheskikh nauk, 2021, vol. 182, no. 1, pp. 39-49.

Odinaev C., Makhmadbegov R.S. Raschet chastotnykh spektrov koeffitsientov dielektricheskoy pronitsaemosti i dielektricheskikh poter vodnykh rastvorov elektrolitov [Calculating Permittivity and Dielectric Loss Frequency Spectra for Aqueous Electrolyte Solutions]. Zhurn. fiz. khimii [Rus. J. Phys. Chem. A.], 2018, vol. 92, no. 1, pp. 107-114.

Odinaev C., Makhmadbegov R.S. Chastotnaya dispersiya dielektricheskoy pronitsaemosti i dielektricheskikh poter vodnykh rastvorov KCl i CsCl v zavisimosti ot parametrov sostoyaniya [Frequency Dispersion of Dielectric Permittivity and Dielectric Losses in Aqueous KCl and CsCl Solutions Depending on Their State Parameters]. Ukr. fiz. zhurn., 2015, vol. 60, no. 12, pp. 1212-1219.

Odinaev C., Makhmadbegov R.S. Chislennyy raschet koeffitsientov dielektricheskoy pronitsaemosti i dielektricheskikh poter vodnogo rastvora KF ot parametrov sostoyaniya [Numerical Calculation of Permittivity and Dielectric Loss of Aqueous KF Solution Depending on State Parameters]. Zhurn. struktur. khimii, 2018, vol. 59, no. 3, pp. 621-628.

Samoilov O.Ya. Struktura vodnykh rastvorov elektrolitov i gidratatsiya ionov [Structure of Aqueous Solutions of Electrolytes and Hydration of Ions]. Moscow, AN SSSR Publ., 1957. 182 p.

Smirnova N.A. Molekulyarnye teorii rastvorov [Molecular Theories of Solutions]. Leningrad, Khimiya Publ., 1987. 336 p.

Lyashchenko A.K., Kobelev A.V., Karataeva I.M., Lileev A.S. Temperaturnye izmeneniya dielektricheskoy pronitsaemosti i relaksatsii vodnykh rastvorov iodida litiya [Dielectric Permittivity and Relaxation of Aqueous Solutions of Cesium Iodide]. Zhurn. neorgan. khimii, 2014, vol. 59, no. 7, pp. 971-980.

Yukhnovskiy I.R., Golovko M.F. Statisticheskaya teoriya klassicheskikh ravnovesnykh sistem [Statistical Theory of Classical Equilibrium Systems]. Kiev, Naukova dumka Publ., 1980. 372 p.

Barthel J.M.G., Krienke H., Kunz W. Physical Chemistry of Electrolyte Solution. Modern Aspects. Steinkopff; Darmstadt; New York, Springer, 1998. 401 p.

Krienke H., Krienke G., Barthel J.M.G. Alkali Metal Halide Solution in 1,4-Dioxide − Water Mixtures. A Monte Carlo Simulation Study. J. Molecular Liquids, 2004, vol. 109, pp. 115-124.

Lyashchenko A.K., Lileev A.S. Dielectric Relaxation of Water in Hydration Shells of Ions. J. Chem. Eng. Data, 2010, vol. 55, pp. 2008-2016.

Zasetsky A.Y., Petelina S.V., Lyashchenko A.K., Lileev A.S. Computer Simulation Study of Rotational Diffusion in Polar Liquids of Different Types. J. Chem. Phys., 2010, vol. 133, article ID: 134502.

Zasetsky A., Lyashchenko A., Lileev A. Ion–Ion and Ion–Water Aggregations and Dielectric Response of Aqueous Solutions of Li2SO4: Molecular Dynamic Simulations Study. J. Molecular Physics, 2011, vol. 109, no. 6, pp. 813-822. ISSN 2