Ик-Фурье Спектроскопическое Исследование Кинетики Фазового Перехода I Рода В Тридекановой Кислоте Сh-=sub=-3-=/Sub=-(Ch-=sub=-2-=/Sub=-)-=sub=-11-=/Sub=-Сооh

Abstract

Методом ИК-Фурье спектроскопии изучены структурные изменения в кристаллических сердечниках ламелей тридекановой кислоты СН 3 (СН 2 ) 11 СООН при нагревании от T 1 = 13.5• C до T 2 > Tm = 41.6• C. Анализировалось поведение полос маятниковых (область 720 cm −1 ) и деформационных (область 1470 cm −1 ) колебаний СН 2 -групп в метиленовых отрезках тридекановой кислоты. Показано, что в области фазового перехода I рода (Ts−s ∼ 36• C) в узком температурном интервале ( T 1 ≤ 1 K) происходит постепенная трансформация исходной триклинной субъячейки в гексагональную субъячейку. Рассмотрен механизм этого перехода с позиции теории диффузионных фазовых переходов I рода. ВведениеИзвестно [1-2], что в циклах нагревание-охлаждение различных длинноцепочечных молекулярных кристал-лов (ДМК) (н-алканы, н-алканоспирты, α, ω-алканодио-лы, моно-и дикарбоновые алканокислоты и др.) наблю-дается 2 типа фазовых переходов: 1) твердофазный (структурный) переход I рода (ФП-1) при температурах, заметно ниже температуры плавле-ния T m , и 2) переход II рода (ФП-2) типа порядок−беспорядок, связанный с плавлением кристаллов при T m .Методом ДСК показано [2-4], что в ДМК фазовый переход ФП-1 происходит в достаточно узких темпера-турных интервалах T , но отличных от нуля, как это должно быть в случае идеальных монокристаллов [5]. Подобные переходы с T ≥ 1 K получили название размытых фазовых переходов I рода и обозначаются как -переходы [6][7][8].Для описания размытых фазовых переходов предло-жена теория самосогласованного поля [7], в рамках которой структурный переход ФП-1 рассматривается как флуктуационное возникновение наноразменрых зароды-шей новой фазы в объеме исходной с последующим ростом зародышей за короткие промежутки времени. В результате новая фаза распространяется на весь объем предыдущей при изменении температуры в узком интервале T ≥ 1 K.С целью доказательства справедливости данного под-хода при изучении ДМК в работе методом ИК-Фурье-спектроскопии исследовались структурные перестро-ения в области ФП-1 при нагревании молекуляр-ных кристаллов монокарбоновой тридекановой кислоты СН 3 (СН 2 ) 11 СООН. ЭкспериментИсследовали коммерческие продукты тридекановой кислоты без дополнительной очистки. Тонкие пленки для ИК-измерений получали путем высушивания 5% раствора тридекановой кислоты в хлороформе на по-верхности пластинок KBr при комнатной температуре. Далее пленки в зазоре между двумя пластинками KBr помещались в термокювету и нагревались до темпе-ратуры выше температуры плавления (для наших об-разцов кислоты T m = 314.6 K [3]) и затем медленно охлаждались до комнатной температуры. Толщина об-разцов составляла 10−20 µm. Запись ИК-Фурье спектров в области частот 400−5000 cm −1 осуществлялась на спектрометре Bruker IFS-88 фирмы Bruker, Германия, при ступенчатом повышении температуры с шагом 0.2 K до подхода к области ФП-1 и с шагом 0.1 K в области са-мого ФП-1. Температура измерялась дифференциальной ТХК с точностью 0.05 K.Перед записью спектра образец выдерживался 10 min при выбранной температуре для достижения теплового равновесия. Число...

Исследование Кинетики Фазового Перехода I Рода В Тетракозане С-=sub=-24-=/Sub=-Н-=sub=-50-=/Sub=- Методом Ик-Фурье Спектроскопии

“…В работе [20] при изучении фазовых переходов методом ИК-Фурье спектроскопии в тридекановой кислоте СН 3 (СН 2 ) 11 СООН мы также наблюдали переход из триклинной субъячейки в гексагональную в области ФП-1 в узком температурном интервале T ≤ 1 K. Однако в этом случае переход сопровождался более резким изменением частоты маятниковых колебаний СН 2 -групп от ν = 716 cm −1 до ν = 721 cm −1 , в отличие от более плавного изменения частоты, которое мы наблюдаем в н-алкане.…”