2,4-DNP在DMSO溶剂中的热化学性能研究

＊刘 波

（西安近代化学研究所 陕西 710065）

2,4-DNP在DMSO溶剂中的热化学性能研究

＊刘 波

（西安近代化学研究所 陕西 710065）

通过RD496-2000Calvet微量热计分别测量了298.15K时DNP在DMSO和NMP中的溶解焓。根据实验值，使用经验公式计算了每个过程的溶解焓、相对偏摩尔焓和相对表观摩尔焓。得到描述溶解过程的对应动力学方程

DNP；DMSO；焓

1.前言

DNP是黄色晶体，其性能是：微溶于水，溶于DMSO溶剂中。在稀释的水溶性酸液，碱性黄色单指示剂中具有强毒性，用于制备染料和医药，并作为有机合成中间体。2，4-DNP：熔点115．6℃，相对密度为1．683g/cm3。经蒸汽处理后具有挥发性。使用亚硫酸铵的稀溶液能够形成2-氨基-4-硝基酚。

本论文主要采用RD496-2000Calvet微量热计分别研究了DNP在298．15K时，在DMSO溶剂中的热化学性能。这有利于研究其工业化结晶过程。

2.试验

(1)材料

2，4-DNP作为晶体使用，其纯度超过99．5%。DMSO（m．p．18～20；d420=1．098～1．102）和NMP（d420=1．029～1．035）作为分析溶剂。

(2)装置和条件

实验装置为RD496-2000Calvet微量热计。使用它测量KCl在298．15K蒸馏水下的溶解焓为17．234kJ/mol，与文献值17．24kJ/mol相差0．04%。这显示该测焓装置是可靠的。中国可欣化学公司提供 KCl下列参数。

Mw=74．5513g/mol

d420=1．984

Tmp=770℃

(3)结果与讨论

①2，4-DNP在DMSO中的溶解焓

2，4-DNP在每个过程的试验量均使溶液未饱和。表1包含DNP在DMSO中溶解焓的实验值和计算值，计算的相对表观摩尔焓和偏摩尔焓。表1中，b代表2，4-DNP在DMSO中的溶解度。

-ΔdissHapparent (kJ mol-1) Found Calculated Solvent b×105/ (mol kg-1) -ΔdissH(kJ mol-1) -ΔdissHpartial(kJ mol-1) DMSO 4.94 4.39 4.41 22.67 19.06 5.40 4.75 4.72 22.58 19.37

表1 2,4-DNP在DMSO中的溶解焓

根据表1中的b和ΔdissH值，得到描述2,4-DNP中b和ΔdissH关系的经验公式

公式(1)计算在DMSO中的相对表观摩尔焓和相对偏摩尔焓经验公式如下：

②2，4-DNP在DMSO中的溶解动力学过程

适当摩尔数的2，4-DNP晶体在298．15K溶于DMSO中以形成溶液。通过RD496-2000Calvet微量热计测得了每个过程的焓，每个过程重复几次。

获得了描述2，4-DNP在DMSO中的溶解动力学方程，选择公式（5）和（6）作为描述该过程的模型。

结合公式（5）和（6）得出：

将α= H/H∞带入公式（7）可得：

表2总结了公式（8）所需数据，得到了表3中的n和lnk值。在这些方程中，α为转换度，H代表不同时刻焓，i为时间，H∞为整个过程，k为溶解速度，n为反应级数。

表2 298.15K下2,4-DNP在DMS溶解过程的初始数据

表3 298.15K下溶解过程的n和ln k值以及共耦合系数r

描述298．15K下，2，4-DNP在DMSO中的动力学方程为

3.结论

(1)分别得到了描述在298．15K下，ΔdissH，ΔdissHapparentandΔdissHpartial和2，4-DNP在DMSO中浓度的关系。

(2)在298．15K下，DNP在DMSO中溶解动力学方程为

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(责任编辑：王恒)

Study of the Thermochemistry Property of 2,4-DNP in DMSO Solvent

Liu Bo

（Modern Chemistry Institute of Xi’an, Shanxi, 710065）

Through the RD496-2000 Calvet microcalorimeter it has measured respectively the dissolution enthalpy of 298.15 K of DNP in DMSO and NMP . According to the experimental value, it has used the empirical formula to calculate the dissolving enthalpy, relative partial molar enthalpy andrelative apparent molar enthalpy of each process, fnally, got the corresponding dynamic equations of the dissolution process

DNP；DMSO；enthalpy

T < class="emphasis_bold"> 文献标识码：A

A

刘波（1988～)，男，西安近代化学研究所；研究方向：混合炸药配方研制。