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在化工领域，二元液体混合物的过量热力学性质研究意义重大。研究人员针对环己醇与苯胺及氯代苯胺的二元混合液，测量其密度（ρ）和声速（u），计算多种参数并结合 DFT 分析。结果表明各体系存在不同分子间作用，为相关领域提供重要数据支持。
在化学工程的世界里，二元液体混合物的热力学性质研究就像一把神奇的钥匙，能为众多工业过程和理论发展打开新的大门。但在研究含有极性化合物的二元液体混合物时，人们发现其常常偏离理想行为。这就好比在精密的化学拼图中，极性化合物的加入让原本规则的图案变得复杂起来，使得科学家们难以准确把握分子间的相互作用和结构影响。
此前，关于环己醇与苯胺及氯代苯胺组成的二元混合液，其密度和声速的实验数据在学术领域还是一片空白。这种数据的缺失，就像航海时缺少了关键的航海图，让相关工业生产和理论研究在这片 “海域” 航行时充满了不确定性。为了填补这一空白，推动相关领域的发展，研究人员开启了一场探索之旅。虽然文中未提及具体研究机构，但他们围绕 “DFT Study on thermodynamic properties of liquid mixtures containing cyclohexanol with aniline and chloro - substituted anilines” 这一主题展开深入研究。
研究人员通过实验测量了在 303.15K、308.15K、313.15K 和 318.15K 下，环己醇（CH - OH）分别与苯胺（A）、邻氯苯胺（o-CA）、间氯苯胺（m-CA）组成的二元液体混合物在整个浓度范围内的密度（ρ）和声速（u）。利用这些测量数据，他们进一步计算出了过量摩尔体积（VmE）、过量等熵压缩率（κsE）、过量声速（uE）、过量分子间自由长度（LfE）和过量声阻抗（ZE）等重要参数。同时，还计算了部分摩尔体积（V1∞、V2∞）、部分摩尔压缩率（κs,1∞、κs,2∞）及其过量值，以此来深入了解这些混合物中的分子相互作用和结构效应 。
为了更深入地探究分子间的奥秘，研究人员运用了密度泛函理论（DFT）中的 B3LYP 方法，结合 6 - 31 ++ G (d,P) 基组，对有机溶剂相中的分子几何结构、键特征、相互作用能以及氢键复合物进行分析。这一理论就像是给研究人员提供了一个微观的 “透视镜”，让他们能够直接观察到分子层面的奥秘，进一步证实了环己醇与苯胺及氯代苯胺之间主要存在氢键作用。
最终，研究结果表明，每个体系中都存在独特的分子间相互作用。测量得到的密度和超声速度值，以及评估得到的不同热力学参数，都为研究提供了有力的数据支持。其中，VmE和uE等过量 / 偏差性质，通过 Redlich Kister 多项式方程进行拟合，为后续研究提供了重要的数学模型参考。这一研究成果意义非凡，它不仅填补了相关二元混合液热力学数据的空白，还为开发分离技术和设备、完善溶液理论、优化工业生产过程等提供了关键的数据基础和理论依据，就像为化学工程领域的大厦添砖加瓦，使其更加稳固和完善。该研究成果发表在《Chinese Journal of Chemical Engineering》上，为相关领域的科研人员提供了重要的参考。
在研究过程中，研究人员主要运用了以下关键技术方法：一是精确的实验测量技术，使用电子天平精确称量制备二元液体混合物，保证实验数据的准确性；二是基于实验数据的参数计算方法，通过特定公式计算各种热力学参数；三是密度泛函理论（DFT）计算，从量子化学层面分析分子间相互作用。
结果与讨论
研究人员测量了二元液体混合物在不同温度下的密度（ρ）和声速（u），这些数据以环己醇的摩尔分数x1（0≤x1≤1）为变量进行记录，相关数值列于表格中，并通过图表直观展示。结果发现，对于所有研究的体系，随着温度升高，ρ和u的值均下降，且下降顺序为：环己醇（CH - OH）。这一结果揭示了温度对混合物物理性质的显著影响，为进一步研究分子间相互作用提供了基础数据。
过量部分特性
研究人员利用特定公式，对环己醇与苯胺及氯代苯胺混合物中各组分的部分摩尔特性（部分摩尔体积和部分摩尔压缩率）进行了估算。这一计算覆盖了整个组成范围，通过对这些特性的分析，有助于深入理解混合物中分子间的相互作用以及结构变化，从微观层面为解释混合物的宏观性质提供了理论支持。
密度泛函理论（DFT）研究
在 DFT 计算中，研究人员通过计算氢键复合物的相互作用能（ΔE）来识别和量化氢键。ΔE通过氢键复合物的总能量与各组分分子总能量的差值来计算。这一计算方法使得研究人员能够从量子化学角度准确分析分子间的氢键作用，为解释混合物中分子间相互作用的本质提供了有力依据。
结论
实验结果表明，每个体系中都存在明显不同的分子间相互作用。研究测量的密度、超声速度值以及评估的各种热力学参数，都反映了这些相互作用的特点。其中，VmE和uE等过量 / 偏差性质通过 Redlich Kister 多项式方程拟合，进一步验证了研究结果的可靠性。这些研究结论不仅丰富了人们对二元液体混合物热力学性质的认识，还为相关领域的应用研究提供了重要的数据和理论支撑，在化学工程、材料科学等领域具有广泛的应用前景。
