苯酚和二氧化碳合成碳酸二苯酯的热力学分析
2012-05-07李小鹏郑立辉宋光森范国枝胡廷平
化学与生物工程 2012年4期
李小鹏,郑立辉,宋光森,范国枝,胡廷平
(武汉工业学院化学与环境工程学院,湖北 武汉 430023)
碳酸二苯酯(DPC)是一种重要的碳酸酯,无毒、无污染,是有机化合物和高分子化合物的合成原料[1]。DPC的合成方法有光气法、氧化羰基法、酯交换法、尿素法和二硫化碳法[2]。 Li等[3]对苯酚和二氧化碳合成DPC的反应进行了研究,Fan等[4]研究了在四氯化碳存在下、以氯化锌作催化剂时合成DPC的反应,提出了可能的反应机理。
从热力学角度进行分析,找出合理的反应条件,以提高DPC的选择性和收率,对指导DPC的合成具有重要意义。为此,作者对以苯酚和二氧化碳为原料合成DPC的过程进行了热力学分析。
1 热力学分析方法的选择
对化学反应进行热力学分析,常用的方法有两种:一种是从ΔrG=ΔrH-TΔrS出发,计算不同温度下反应的标准摩尔吉布斯自由能的变化(ΔrG)和平衡常数,当反应物及产物处于液态时,根据经验公式估算不同温度下液体的蒸发焓、气态熵和液体熵[5,6],但估算的数值较多,比较繁琐;另一种是首先依据标准摩尔生成吉布斯自由能(ΔfGθ)的定义[7],根据理想气体状态热容等数据计算不同温度下反应物和产物的标准摩尔生成吉布斯自由能,然后计算反应的摩尔吉布斯自由能的变化(图1)。

i.物质种类 TK.温度 ps.温度为TK时物质的饱和蒸汽压
1.1 不同温度下的理想气体状态摩尔生成吉布斯自由能的计算
根据标准摩尔生成吉布斯自由能的定义计算不同温度下的理想气体状态摩尔生成吉布斯自由能。……
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