UNIFAC
सांख्यिकीय ऊष्मागतिकी में, UNIFAC विधि (UNIQUAC कार्यात्मक-समूह गतिविधि गुणांक) गैर-आदर्श मिश्रणों में गैर-इलेक्ट्रोलाइट गतिविधि की भविष्यवाणी के लिए एक अर्ध-अनुभवजन्य प्रणाली है। UNIFAC उन अणुओं पर मौजूद कार्यात्मक समूहों का उपयोग करता है जो गतिविधि गुणांक की गणना करने के लिए तरल मिश्रण बनाते हैं। अणुओं पर मौजूद प्रत्येक कार्यात्मक समूहों के साथ-साथ कुछ द्विआधारी अंतःक्रिया गुणांकों के लिए अंतःक्रियाओं का उपयोग करके, प्रत्येक समाधान की गतिविधि की गणना की जा सकती है। इस जानकारी का उपयोग तरल संतुलन पर जानकारी प्राप्त करने के लिए किया जा सकता है, जो कई ऊष्मागतिकीय गणनाओं में उपयोगी है, जैसे कि रासायनिक रिएक्टर डिजाइन और आसवन गणना। यूनिफैक मॉडल को पहली बार 1975 में कैलिफोर्निया विश्वविद्यालय के रासायनिक इंजीनियरिंग शोधकर्ताओं के एक समूह फ्रेडेन्सलंड, जोन्स और जॉन प्राउसनिट्ज़ द्वारा प्रकाशित किया गया था। इसके बाद उन्होंने और अन्य लेखकों ने मॉडल की क्षमताओं का विस्तार करते हुए UNIFAC पत्रों की एक विस्तृत श्रृंखला प्रकाशित की है; यह नए के विकास या मौजूदा UNIFAC मॉडल मापदंडों के संशोधन द्वारा किया गया है। UNIFAC इन शोधकर्ताओं द्वारा रसायन विज्ञान, रासायनिक और प्रक्रिया इंजीनियरिंग विषयों में व्यापक उपयोग के लिए एक लचीला तरल संतुलन मॉडल प्रदान करने का एक प्रयास है। परिचय तरल अवस्था ऊष्मागतिकी के क्षेत्र में एक विशेष समस्या विश्वसनीय ऊष्मागतिकीय स्थिरांकों की प्राप्ति है। ये स्थिरांक प्रणाली की मुक्त ऊर्जा स्थिति की सफल भविष्यवाणी के लिए आवश्यक हैं; इस जानकारी के बिना प्रणाली के संतुलन चरणों का मॉडल बनाना असंभव है। इस मुक्त ऊर्जा डेटा को प्राप्त करना कोई मामूली समस्या नहीं है, और प्रणाली की ऊर्जा को सफलतापूर्वक मापने के लिए कैलोरीमेट्री जैसे सावधानीपूर्वक प्रयोगों की आवश्यकता होती है। यहां तक कि जब यह काम किया जाता है तो रसायनों के हर एक संभावित वर्ग और द्विआधारी, या उससे अधिक, मिश्रणों के लिए इस काम को करने का प्रयास करना असंभव है। इस समस्या को कम करने के लिए, मुक्त ऊर्जा भविष्यवाणी मॉडल, जैसे कि UNIFAC, कुछ पहले मापा स्थिरांकों के आधार पर प्रणाली की ऊर्जा की भविष्यवाणी करने के लिए नियोजित हैं। इनमें से कुछ मापदंडों की गणना ए. बी. इनिशियो विधियों जैसे सी. ओ. एस. एम. ओ.-आर. एस. का उपयोग करके की जा सकती है, लेकिन परिणामों को सावधानी के साथ माना जाना चाहिए, क्योंकि ए. बी. इनिशियो भविष्यवाणियां बंद हो सकती हैं। इसी तरह, UNIFAC बंद हो सकता है, और दोनों तरीकों के लिए इन गणनाओं से प्राप्त ऊर्जाओं को प्रयोगात्मक रूप से मान्य करने की सलाह दी जाती है। UNIFAC सहसंबंध UNIFAC सहसंबंध अणु से जुड़े कार्यात्मक समूहों के आधार पर आणविक अंतःक्रियाओं का वर्णन करके अणुओं के बीच अंतःक्रियाओं की भविष्यवाणी करने की समस्या को तोड़ने का प्रयास करता है। यह द्विआधारी अंतःक्रियाओं की सरासर संख्या को कम करने के लिए किया जाता है जिन्हें प्रणाली की स्थिति का अनुमान लगाने के लिए मापा जाना आवश्यक होगा। रासायनिक गतिविधि एक प्रणाली में घटकों की गतिविधि गुणांक एक सुधार कारक है जो एक आदर्श समाधान से वास्तविक प्रणालियों के विचलन के लिए जिम्मेदार है, जिसे या तो प्रयोग के माध्यम से मापा जा सकता है या रासायनिक मॉडल (जैसे UNIFAC) से अनुमान लगाया जा सकता है। एक तरल मिश्रण के तरल चरण अंश में एक सुधार कारक, जिसे गतिविधि (ith घटक की गतिविधि) के रूप में जाना जाता है, को जोड़कर, वास्तविक समाधान के कुछ प्रभावों का हिसाब लगाया जा सकता है। एक वास्तविक रसायन की गतिविधि प्रणाली की ऊष्मागतिकी अवस्था का एक कार्य है, अर्थात। तापमान और दबाव। गतिविधि गुणांक और घटकों और उनकी सापेक्ष मात्राओं के ज्ञान से लैस, अवस्था पृथक्करण और वाष्प-तरल संतुलन जैसी घटनाओं की गणना की जा सकती है। UNIFAC गतिविधि गुणांक की सफल भविष्यवाणी के लिए एक सामान्य मॉडल बनने का प्रयास करता है। मॉडल मापदंड UNIFAC मॉडल प्रणाली में प्रत्येक प्रजाति के लिए गतिविधि गुणांक को दो घटकों में विभाजित करता है; एक संयोजन और एक अवशिष्ट घटक। - th अणु के लिए, गतिविधि गुणांक को निम्नलिखित समीकरण के अनुसार विभाजित किया जाता हैः UNIFAC मॉडल में, प्रणाली में प्रत्येक अणु के लिए गतिविधि निर्धारित करने के लिए तीन मुख्य मापदंडों की आवश्यकता होती है। सबसे पहले वैन डेर वाल्स सतह क्षेत्र और आयतन से प्राप्त समूह सतह क्षेत्र और आयतन योगदान हैं। ये मापदंड विशुद्ध रूप से मेजबान अणुओं पर अलग-अलग कार्यात्मक समूहों पर निर्भर करते हैं। अंत में द्विआधारी अंतःक्रिया मापदंड है, जो आणविक जोड़े की अंतःक्रिया ऊर्जा ("अवशिष्ट" खंड में समीकरण) से संबंधित है। इन मापदंडों को या तो प्रयोगों के माध्यम से, डेटा फिटिंग या आणविक अनुकरण के माध्यम से प्राप्त किया जाना चाहिए। गतिविधि के संयोजन घटक को इसके समीकरण (नीचे) में कई शब्दों द्वारा योगदान दिया जाता है, और यह UNIQUAC मॉडल के समान है। जहाँ और कुल प्रणाली में-th अणु के लिए मोलर भारित खंड और क्षेत्र आंशिक घटक हैं और निम्नलिखित समीकरण द्वारा परिभाषित किए जाते हैं; और का एक यौगिक पैरामीटर है। यह प्रणाली की समन्वय संख्या है, लेकिन मॉडल को इसके मूल्य के प्रति अपेक्षाकृत असंवेदनशील पाया जाता है और अक्सर 10 के मूल्य वाले स्थिरांक के रूप में उद्धृत किया जाता है. और इसकी गणना समूह सतह क्षेत्र और आयतन योगदान और (आमतौर पर सारणीबद्ध मूल्यों के माध्यम से प्राप्त) के साथ-साथ प्रत्येक अणु पर कार्यात्मक समूह की घटनाओं की संख्या से की जाती है जैसे किः अवशिष्ट गतिविधि का अवशिष्ट घटक प्रणाली में मौजूद समूहों के बीच बातचीत के कारण होता है, जिसमें मूल पेपर "समूहों के समाधान" की अवधारणा का उल्लेख करता है। अद्वितीय कार्यात्मक समूहों वाले-th अणु के लिए गतिविधि के अवशिष्ट घटक को निम्नानुसार लिखा जा सकता हैः केवल प्रकार के अणुओं से युक्त समाधान में एक पृथक समूह की गतिविधि कहाँ है। अवशिष्ट गतिविधि का निर्माण यह सुनिश्चित करता है कि एक शुद्ध घटक समाधान में एकल अणु के सीमित मामले के लिए स्थिति, गतिविधि 1 के बराबर है; जैसा कि परिभाषा के अनुसार, कोई पाता है कि शून्य होगा। निम्नलिखित सूत्र का उपयोग दोनों के लिए किया जाता है और इस सूत्र में सभी विभिन्न समूहों पर समूह के क्षेत्रफल अंश का योग है और यह रूप में कुछ हद तक समान है, लेकिन समान नहीं है। समूह अंतःक्रिया मापदंड है और समूहों के बीच अंतःक्रिया ऊर्जा का एक माप है। इसकी गणना एक अरहेनियस समीकरण का उपयोग करके की जाती है (यद्यपि मान 1 के छद्म-स्थिरांक के साथ)। समूह मोल अंश है, जो समाधान में समूहों की संख्या को समूहों की कुल संख्या से विभाजित करता है। m और n समूहों के बीच अंतःक्रिया की ऊर्जा है, जिसमें प्रति मोल जूल की एस. आई. इकाइयाँ हैं और आर आदर्श गैस स्थिरांक है। ध्यान दें कि ऐसा नहीं है कि, एक गैर-प्रतिबिंबीत पैरामीटर को जन्म दे रहा है। समूह अंतःक्रिया मापदंड के लिए समीकरण को निम्नलिखित तक सरल बनाया जा सकता हैः इस प्रकार अभी भी समूहों और के बीच अंतःक्रिया की शुद्ध ऊर्जा का प्रतिनिधित्व करता है, लेकिन इसमें निरपेक्ष तापमान (एस. आई. केल्विन) की कुछ असामान्य इकाइयाँ हैं। ये अंतःक्रिया ऊर्जा मूल्य प्रयोगात्मक डेटा से प्राप्त किए जाते हैं, और आमतौर पर सारणीबद्ध होते हैं। रासायनिक संतुलन रासायनिक ऊष्मागतिकी फ्यूगेसिटी UNIQUAC-यूनिवर्सल क्वासी-रासायनिक गतिविधि गुणांक UNIFAC कंसोर्टियम PSRK-प्रेडिक्टिव सॉव-रेडलिच-क्वोंग मॉस्केड-मॉडिफाइड सेपरेशन ऑफ कोहेसिव एनर्जी डेंसिटी मॉडल (अनंत डाइल्यूशन पर गतिविधि गुणांक का अनुमान) संदर्भ आगे पढ़ने के लिए एज फ्रेडेन्सलंड, जुर्गेन गेम्हलिंग और पीटर रासमुसेन, वाष्प-तरल संतुलन UNIFAC का उपयोग करनाः एक समूह योगदान विधि, एल्सेवियर साइंटिफिक, न्यूयॉर्क, 1979 बाहरी लिंक UNIFAC संरचनात्मक समूह और मापदंड AIOMFAC ऑनलाइन - ऊष्मागतिकीय मॉडल