ВЛИЯНИЕ СОЛЕНОСТИ НА МЕЖФАЗНОЕ НАТЯЖЕНИЕ И СТРУКТУРУ СЛОЯ МЕЖДУ Н-ДОДЕКАНОМ И СОЛЕВЫМИ РАСТВОРАМИ ДЛЯ МОДЕЛИ MADRID-2019
О. М. Смирнов, В. В. Писарев
Том 88 №6
Силовое поле фиксированного заряда Madrid-2019 применяет подход масштабированных зарядов для описания солевых растворов. В работе оценена его пригодность в сочетании с потенциалом TraPPE-UA для моделирования межфазных свойств в системах н-додекан–водный раствор галогенида (NaCl, KCl, MgCl2, CaCl2, KBr, MgBr2 и KI) для растворов низкой и высокой моляльности при постоянной температуре 293 K. Также рассмотрены двухсолевые растворы NaCl–CaCl2 в температурном диапазоне 293–373 K. Расчёты проводились методом классической молекулярной динамики при давлении 101 кПа. Модели воспроизводят линейную зависимость избыточного межфазного натяжения от моляльности для хлоридов и качественно согласуются с экспериментом для хлоридов одновалентных катионов. Концентрационная зависимость ионного поверхностного избытка количественно согласуется с термодинамической оценкой для KCl. Для CaCl2 модель хорошо воспроизводит нелинейность концентрационной зависимости адсорбции диссоциированных ионов. Наблюдается умеренное для бромидов (KBr, MgBr2) и значительное для иодида (KI) расхождение рассчитанного межфазного натяжения системы с экспериментальными данными, что может быть связано с недооценкой адсорбции поляризуемых ионов I⁻ и Br⁻. Для смеси NaCl–CaCl2 установлена аддитивность вкладов солей в избыточное межфазное натяжение. Профили плотности сохраняют особенности индивидуальных растворов и не выявляют отдельного эффекта смешения. Определены зависимости избыточного межфазного натяжения от состава раствора и температуры.