Межфазные явления и свойства равновесных фаз в тройных системах вода-спирт-гидрофобное соединение тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 00.00.00, кандидат наук Кучиерская Александра Александровна

• Кучиерская Александра Александровна
• кандидат наук
• 2024

Оглавление диссертации кандидат наук Кучиерская Александра Александровна

Введение

Глава 1. Обзор литературы

1.1. Особенности фазового поведения систем с гидротропами

1.1.1. Фазовые диаграммы систем вода - спирт - гидрофобное соединение

1.1.2. Влияние природы спирта на фазовые равновесия в системах вода -спирт - гидрофобное соединение

1.1.2. Влияние природы гидрофобного соединения на фазовые равновесия

в системах «вода - спирт - гидрофобное соединение»

1.1.3. Фазовые диаграммы тр ойных систем с алкоксилированными спиртами

1.1.4. Фазовые диаграммы тройных систем с галогеналканами

1.1.5. Фазовые диаграммы тройных систем с органосиланами

1.2. Структурные характеристики водных растворов гидротропов

1.2.1. Кластеризация в гидротропсодержащих системах

1.2.2. Вязкости бинарных систем с гидротропами

1.2.3. Объемные характеристики бинарных систем с гидротропами

1.2.4. Структура тройных систем вода - спирт - гидрофобное соединение

1.2.5. Объемные и вязкостные хар актеристики тр ойных систем вода -спирт - гидрофобное соединение

1.3. Поверхностные явления в системах с гидротропами

1.3.1. Адсорбция гидротропов на границе раздела жидкость/газ

1.3.2. Адсорбция гидротропов на границе раздела жидкость/жидкость

1.4. Применение гидротропсодержащих систем

1.4.1. Экстракция биологически активных веществ

1.4.2. Экстракция липидных компонентов из биомассы

1.4.3. Разделение многокомпонентных смесей с использованием гидротропов

1.4.4. Применение гидротропов для увеличения эффективности гетерогенных процессов

1.4.5. Использование гидротропов в фармацевтических субстанциях

1.4.6. Применение систем с 2 -бутоксиэтанолом

1.4.7. Золь-гель процессы в системах «вода - спирт - органосилан»

1.5. Выводы к главе

Глава 2. Экспериментальная часть

2.1. Реагенты и приготовление образцов тройных систем

2.2. Исследование фазовых равновесий в тройных системах вода - спирт -гидрофобное соединение

2.3. Измерение межфазного натяжения

2.4 Определение состава и свойств равновесных фаз

Глава 3. Результаты и обсуждение

3.1. Фазовые диаграммы тр ойных систем вода - спирт - гидр офобное соединение

3.1.1. Влияние природы спирта на фазовое поведение систем вода - спирт -гидрофобное соединение

3.1.2. Влияние природы гидрофобного компонента на фазовое поведение систем «вода - спирт - гидрофобное соединение»

3.1.3. Влияние температуры на вид фазовых диаграмм систем «вода -метанол - ТСМ» и «вода - метанол - БСМ»

3.1.4. Фазовые равновесия в системе «вода - этанол - ТБОБ»

3.1.5. Аппр оксимация гр аниц р асслоения на фазовых диаграммах систем «вода - спирт - гидрофобное соединение»

3.2. Свойства равновесных фаз двухфазных образцов тройных систем

«вода - спирт - гидрофобное соединение»

3.2.1. Плотности и вязкости равновесных фаз тройной системы «вода - 2-бутоксиэтанол - толуол»

3.2.2. Плотности и вязкости равновесных фаз тройных систем «вода -метанол - ТСМ» и «вода - метанол - БСМ»

3.3. Межфазные характеристики тройных систем вода - спирт -гидрофобное соединение

3.3.1. Межфазное натяжение в системах вода - спирт - гидрофобное соединение

3.3.2. Адсорбция на границе раздела жидкость -жидкость в системах вода

спирт - гидрофобное соединение

Заключение

Список сокращений и условных обозначений

Список литературы

Благодарности

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Межфазные явления и свойства равновесных фаз в тройных системах вода-спирт-гидрофобное соединение»

Введение

Актуальность темы исследования и степень ее разработанности

Низкомолекулярные не образующие мицелл амфифильные соединения, которые способны повышать растворимость гидрофобных соединений в водных растворах, называют гидротропами. К ним относят в том числе спирты с малой длиной углеводородного радикала. Использование гидротропов в промышленности обусловлено следующими их преимуществами перед мицеллообразующими поверхностно-активными веществами (ПАВ): меньшей токсичностью, невысокой стоимостью и доступностью. Кроме того, изучение систем с гидротропами представляет теоретический интерес, поскольку углубляет понимание особенностей межмолекулярных взаимодействий в растворах.

В работе были исследованы четыре системы: «вода - 2-бутоксиэтанол (BEG) - толуол (TOL)», «вода - метанол - трихлорметан (ТСМ)», «вода -метанол - дихлорметан (DCM)», «вода - этанол - тетраэтоксисилан (TEOS)». Тройные системы, включающие воду, спирт и гидрофобное соединение (гидрофоб) активно изучаются, однако в случае выбранных систем литературные данные по фазовым равновесиям, межфазному натяжению, свойствам равновесных фаз оказываются неполными, несмотря на их широкое практическое применение.

Системы «вода - метанол - ТСМ» и «вода - метанол - DCM» применяются для экстракции биологически активных веществ и липидных компонентов из биологических объектов. Тройные системы с органосиланами, в т. ч. система «вода - этанол -TEOS», используют в золь -гель процессах для получения аэрогелей с различной морфологией. Детальное изучение фазовых равновесий в тройных системах необходимо для правильного выбора систем на практике и оптимизации методик проведения процессов.

Способность спиртов адсорбироваться на границах раздела

гетерогенных систем, снижая межфазное натяжение, делает возможным их использование для стабилизации эмульсий и суспензий. BEG широко используется в качестве компонента диспергентов, например, для ликвидации нефтеразливов. В изученной системе «вода - BEG - TOL» толуол был выбран как модельный компонент нефти. Изучение влияния низкомолекулярных спиртов на межфазные характеристики в гетер огенных системах жидкость-жидкость, в том числе в околокритической области, дает необходимую теоретическую базу для использования их в промышленных масштабах.

Получение экспер иментальных зависимостей структурных пар аметр о в многокомпонентных систем с гидротропами позволяет углубить общее понимание характера межмолекулярных взаимодействий в данных системах и механизма растворения гидрофобных соединений в водных растворах.

Цель и задачи

Целью работы является изучение фазовых равновесий в системах вода - спирт - гидрофобное соединение и определение влияния низкомолекулярных спиртов на межфазные характеристики гетерогенных систем жидкость/жидкость.

Для достижения поставленной цели были выделены следующие задачи:

- определить влияние природы спирта, гидрофобного соединения и температуры на вид фазовых диаграмм систем вода - спирт - гидрофобное соединение;

- получить зависимости объемных и вязкостных характеристик равновесных фаз двухфазных образцов тройных систем вода - спирт -гидрофобное соединение от состава и проанализировать полученные зависимости;

- постр оить изотермы межфазного натяжения для систем вода - спирт -гидрофобное соединение, оценить адсорбцию спиртов на границе раздела

жидкость-жидкость и охарактеризовать влияние спирта на закономерности изменения межфазных характеристик в системах.

Научная новизна

Впервые получена фазовая диаграмма системы «вода - BEG - TOL» при 293 К, определено положение границы расслоения, критической точки и коннод равновесия. Для систем «вода - метанол - ТСМ» и «вода - метанол -DCM» при 293 К уточнено положение бинодальной кривой на диаграммах, определено положение коннод равновесия и критической точки. Впервые исследованы фазовые равновесия в данных системах при температуре 277 К. Определено положение критической точки и коннод равновесия на фазовой диаграмме системы «вода - этанол - TEOS» при 298 К.

Впервые построены концентрационные зависимости плотности и вязкости равновесных фаз тройных систем «вода - BEG - TOL», «вода -метанол - ТСМ», «вода - метанол - DCM» при 293 К. Определены отклонения вязкости фаз от идеальности, рассчитаны избыточные объемы смешения, парциальные мольные объемы смеси спирт - гидрофобное соединение.

Для двухфазных образцов систем «вода - BEG - TOL», «вода -метанол - ТСМ», «вода - метанол - DCM» при 293 К впервые получены изотермы межфазного натяжения во всем диапазоне составов от нуля до критических точек. Рассчитана адсорбция спиртов на границе раздела жидкость - жидкость.

Теоретическая и практическая значимость работы

Детально исследованы фазовые равновесия в системах «вода - BEG -TOL», «вода - метанол - ТСМ», «вода - метанол - DCM» и «вода - этанол -TEOS». Изучено влияние природы спирта, природы гидрофобного компонента и температуры на фазовые равновесия в тройных системах «вода - спир т - гидр о фо бно е со единение».

Проанализированы концентрационные зависимости структурных характеристик равновесных фаз систем «вода - BEG - толуол», «вода -метанол - ТСМ» и «вода - метанол - DCM» и проведена оценка влияния состава систем на характер межмолекулярных взаимодействий.

Получены экспериментальные данные по межфазному натяжению в системах «вода - BEG - толуол», «вода - метанол - ТСМ» и «вода -метанол - DCM», проведена их аппроксимация с использованием кроссоверной изотермы межфазного натяжения. Показана возможность использования данной изотермы для тройных систем с различными амфифильными и гидрофобными соединениями. Охарактеризовано влияние природы спирта и гидрофобного соединения на закономерности изменения межфазного натяжения в системах «вода - спирт - гидрофобное соединение».

Методология исследования

В работе использовали общенаучные (анализ, дедукция, формализация, обобщение, сравнение, измерение, эксперимент) и специальные методы исследования (волюметрическое титрование, методики измерения межфазного натяжения, плотности, вязкости, показателя преломления).

Положения, выносимые на защиту

1. Фазовые диаграммы тройных систем «вода - 2-бутоксиэтанол -толуол» (293 К), «вода - метанол - трихлорметан» и «вода - метанол -дихлорметан» (293 К и 277 К), «вода - этанол - тетраэтоксисилан» (298 К).

2. Зависимости избыточной вязкости равновесных фаз систем «вода -2-бутоксиэтанол - толуол», «вода - метанол - трихлорметан» и «вода -метанол - дихлорметан» от состава при 293 К.

3. Зависимости плотности и избыточного объема смешения равновесных фаз систем «вода - 2-бутоксиэтанол - толуол», «вода -метанол - трихлорметан» и «вода - метанол - дихлорметан» от состава при 293 К. Зависимости парциального мольного объема смеси гидротроп -

гидрофоб для равновесных фаз систем «вода - 2-бутоксиэтанол - толуол», «вода - метанол - трихлорметан» и «вода - метанол - дихлорметан» от эффективной мольной доли смеси гидротроп - гидрофоб при 293 К.

4. Изотермы межфазного натяжения, зависимости адсорбции гидротропа от его концентрации в равновесных фазах для систем « вода - 2-бутоксиэтанол - толуол», «вода - метанол - трихлорметан» и «вода -метанол - дихлорметан» при 293 К.

Степень достоверности полученных результатов

Достоверность полученных результатов подтверждается исследованиями с использованием современного оборудования, воспроизводимостью результатов экспериментальных исследований, корректной обработкой данных и апробацией результатов.

Апробация результатов

Основные положения и результаты работы были представлены на шести международных и одной всероссийской конференциях: XII International Youth Scientific and Practical Congress Oil & Gas Horizons (18-20 ноября 2020 г., Москва, Россия), 10th International Colloids Conference (07.12.2020-09.12.2020, Online, Elsevier), Международная научная конференция студентов, аспирантов и молодых учёных «Ломоносов-2021», (12-23 апреля 2021 г., Москва, Россия), XIX Всероссийская конференция -конкурс студентов и аспирантов «Актуальные проблемы недропользования» (12-16 апреля 2021 г, Санкт-Петербург, Россия), XIII International Youth Scientific and Practical Congress Oil & Gas Horizons (16-19 ноября 2021 г., Москва, Россия), Междунар одная научная конференция студентов, аспирантов и молодых ученых «Ломоносов -2023» (10-23 апреля 2023 г, Москва, Россия), Международный форум «Нефть и газ - 2023» (11 -15 сентября 2023 г., Москва, Россия).

Публикации по теме работы

Материалы диссертации изложены в 12 публикациях, в том числе 6 работах, индексируемых в базах данных Scopus и Web of Science и отвечающих требованиям Высшей аттестационной комиссии, 6 тезисах докладов на российских и международных конференциях. По теме работы опубликовано 2 патента РФ на изобретение (патент РФ №22691716 «Способ получения композиции для ликвидации нефтеразливов»; патент РФ №2719174 «Состав для ликвидации нефтер азливов»).

Объем и структура работы

Диссертационная работа состоит из введения, трех глав, заключения, списка сокращений и списка использованных источников. Диссертация изложена на 124 страницах и содержит 1 таблицу, 37 рисунков и 19 уравнений. В первой главе («Обзор литературы») рассмотрены особенности фазового поведения и процессов структурирования в системах вода - гидротроп - гидрофобное соединение, описано влияние низкомолекулярных спиртов на поверхностные и межфазные характеристики в многокомпонентных водно-органических системах. Показано, что системы с гидротропами применяются в ряде практических задач, что подтверждает актуальность данного исследования. Во второй главе («Экспериментальная часть») приведено описание объектов и методов исследования. Изложены методики определения положения бинодальной кривой и критической точки в тройных системах волюметрическим титрованием, методики измерения межфазного натяжения, плотности и вязкости. В третьей главе («Результаты и их обсуждение») приведены экспериментальные результаты исследования фазовых диаграмм систем вода - спирт - гидрофобное соединение, проведена аппроксимация границ расслоения, построены зависимости плотности и вязкости равновесных фаз тройных систем от их состава, изотермы межфазного натяжения. Рассчитаны избыточные вязкости, избыточные объемы смешения для равновесных фаз систем, адсорбция

спиртов на границе раздела вода/гидрофобное соединение. Проведен анализ полученных результатов и зависимостей.

Глава 1. Обзор литературы

1.1. Особенности фазового поведения систем с гидротропами

Термин «гидротропы» был предложен в 1916 году Нойбергом для соединений, которые способны повышать растворимость труднорастворимых органических веществ в воде [1]. Для описания действия гидротропа в таких растворах был введен термин «гидротропия».

Растворимость гидрофобных соединений в воде может быть увеличена с помощью ряда способов. В настоящее время понятие «гидротроп» применяется по отношению к соединениям, для которых наблюдается определенный характер структурирования тройных систем вода -гидротроп - гидрофобное соединение. Так, особенностью водных растворов с гидротропами является усиление структурирования системы в присутствии гидрофобного компонента. Этот процесс структурирования приводит к увеличению р астворимо сти гидрофоба в водном р астворе. Пр и этом водные растворы гидротропов и растворы гидротропов в органических соединениях обладают сходством: добавление воды в такую систему вода - гидрофоб также увеличивает степень ее структурированности. В данном случае гидротроп повышает растворимость воды в неполярном растворителе.

Описанные свойства характерны и для классических поверхностно -активных веществ (ПАВ). Однако важной особенностью растворов гидротропов является то, что в то время как в системах с ПАВ солюбилизация приводит к образованию стабильных микрогетерогенных систем (мицеллярных растворов) или эмульсий, для систем с гидротропами характерно образование короткоживущих наноразмерных молекулярных кластеров [2-5]. Различие в структурах систем с ПАВ и систем с гидротропами подтверждается данными малоуглового рентгеновского рассеяния (МРР) и малоуглового нейтронного рассеяния (МНР) [2,6-9]. Стоит отметить, что в некоторых случаях трудно установить четкие различия между гидротропией и мицеллярным поведением [10]. Типичными

представителями гидротропов являются низкомолекулярные спирты и амины. К этому классу относят и более сложные соединения, например, низкомолекулярные алкил - и арилсульфонаты, простые эфиры многоатомных спиртов, мочевину, никотинамид и др. [11-13].

1.1.1. Фазовые диаграммы систем вода - спирт - гидрофобное соединение

На рисунке 1 показана фазовая диаграмма, характерная для систем вода - спирт - гидрофобное соединение. Как правило, в данных системах для пар спирт - вода и спирт - масло наблюдается неограниченная растворимость. Таким образом, фазовые диаграммы относятся к I типу.

Н

20 40 60 80

оГ8

Рисунок 1 - Типичная диаграммы тройной системы вода -гидротроп (Н) - гидрофоб (Б) [1]

Для каждой из областей фазовой диаграммы, показанных на рисунке цифрами, характерны определенные структурные особенности соответствующих гомогенных систем. Область 1 является зоной проявления

классической гидротропии. Системы соответствующего состава, как правило, используются в большинстве практических случаев. При низких значениях концентрации гидротропа в системе (на уровне единиц моль/л) наблюдается значительное увеличение растворимости гидрофобного компоненты тройной системы. При этом, как правило, для классических гидротропов существует опр еделенная концентр ация, пр и которой начинает пр оявляться гидротропия, в то время как для сорастворителей такого порога нет. Выше данной концентрации молекулы гидротропа группируются вокруг молекул гидрофоба, солюбилизируя его и тем самым повышая его растворимость в водных растворах. Данный процесс обусловлен двумя основными движущими факторами:

- во-первых, энтальпийный фактор, связанный с небольшим энергетическим выигрышем, получаемым при взаимодействии молекул гидротропа и гидрофоба;

- во-вторых, энтропийный фактор, который обусловлен увеличением подвижности молекул воды, поскольку агрегация гидрофобных молекул между собой уменьшает площадь контакта вода-гидрофоб. Данный фактор является более значимым, поскольку в водных растворах неэлектролитов водородные связи, как правило, представляют собой наиболее энергетически эффективные межмолекулярные взаимодействия.

Область 2 можно рассматривать как зеркальный аналог зоны 1: для этого соотношения компонентов характерна солюбилизация воды гидротропом. Этот процесс называют сольвотропией; его механизм сходен с механизмом гидротропии.

В области 3 фазовой диаграммы также наблюдается кластеризация. В зависимости от соотношения концентрация вода-гидрофоб в системе могут образовываться как кластеры воды, так и кластеры гидрофоба, стабилизированные гидротропом. Если для области 1 характерно образование кластеров малых размеров, включающих 1 -3 молекулы гидрофобного соединения, то в области 3 они могут быть гораздо больших

размеров. В работе [14] произведена оценка размеров кластеров и энергетических эффектов для данных систем. Энергетический выигр ыш пр и взаимодействии молекул гидротропа и гидрофоба очень мал, однако важно отметить, что в данном процесс для гидротропа не наблюдается ни потеря, ни образование дополнительных водородных связей. Такая картина наблюдается для «идеальных» гидротропов, для которых не наблюдается структуризация в отсутствие гидрофобных соединений. Если подобная агрегация характерна для гидротропа, например, в случае с никотинамидом, то выигрыш в энергии будет еще намного меньше и может даже исчезнуть, при этом вещество потеряет солюбилизирующую способность.

Для области 4 не доказано существование каких-либо преобладающих структур; наблюдается случайное распределение молекул в объеме системы.

Эффективность действия гидротропа в процессе солюбилизации гидрофобных соединений в водных растворах обусловлена строением молекулы гидротропа. Корреляция между растворимостью гидротропа в масле и эффективностью гидротропа является неоднозначной, однако чаще всего она проявляется, что отражается в так называемой «облегченной гидротропии». Растворимость гидротропа в воде не является критерием его эффективности, напротив, как правило, наличие в структуре гидротропа достаточно большой гидрофобной части приводит к повышению его эффективности в солюбилизации масла.

Для большого количества тройных систем вода - гидротроп - гидр офоб наблюдается «узо-эффект»: эмульгирование, происходящее в отсутствие ПАВ, амфифильных полимеров или твердых частиц, обладающих поверхностной активностью. Часто такие эмульсии образуются при добавлении воды в тройные системы, состав которых отвечает области 3 фазовой диаграммы на рисунке 1 [1,15]. Такие эмульсии могут быть достаточно стабильными и не разрушаться вследствие созревания Оствальда в течение длительного времени (до нескольких суток). В работе [16] структура узо-эмульсий в системе «вода - этанол - н-октанол» была изучено

методами МРР и МНР. Было показано, что эмульгирование происходит при переходе из однофазной области фазовой диаграммы (область «пре-узо»), в которой присутствуют короткоживущие наноразмерные кластеры, поверхностный слой которых обогащен этанолом, в двухфазную. Средний диаметр капель узо -эмульсий варьируется от нескольких микрометров до сотен нанометров и зависит, как от природы компонентов системы, так и от их концентраций. При этом данные структуры находятся в динамическом равновесии с пре-узо агрегатами, также присутствующими в системе. Было показано, что как дисперсионная среда, так и дисперсная фаза узо -эмульсий являются трехкомпонентными, а их составы отвечают точкам на фазовой диаграмме, расположенным на бинодальной кривой. Таким образом, масляная фаза эмульсий, как правило, содержит значительные количества воды. В случае, когда концентрация этанола в системе ниже минимальной концентрации гидротропа (МКГ) образующиеся эмульсии нестабильны и разрушаются в течение нескольких секунд. Это связано с тем, что способность к солюбилизации гидрофобных соединений проявляется у гидротропов лишь при достижении МКГ.

1.1.2. Влияние природы спирта на фазовые равновесия в системах вода - спирт - гидрофобное соединение

Фазовые равновесия в трехкомпонентных системах «вода -одноатомный спирт - углеводород» изучены в ряде литературных источников. На рисунке 2 показаны фазовые диаграммы систем «вода -спирт - толуол (ТОЬ)» в мольных процентах, построенные на основе литературных данных. В качестве гидротропов рассмотрены метанол, этанол, н-пропанол (ЫРЛ), изопропанол (1РА), трет-бутанол (ТВА). Данные спирты представляют собой полную группу насыщенных одноатомных спиртов, имеющих неограниченную растворимость в воде.

Рисунок 2 - Фазовые диаграммы тройных систем «вода - одноатомный спирт - толуол» при 25 ^ [17]. Концентрации компонентов выражены в мольных процентах. Звездами показаны критические точки в системах

Фазовые равновесия в системах «вода - спирт - TOL» наиболее полно исследованы в работе [17]. Положение бинодальной кривой на фазовых диаграммах определялось титрованием. Также в работе было определено положение коннод равновесия на фазовых диаграммах, исходя из показателей преломления равновесных фаз с использованием процедуры, подробно описанной в [18]. Положение критических точек было определено путем интерполяции через середины коннод, соединяющих равновесные фазы [19].

Результаты экспериментального определения положения границы расслоения в системе «вода - метанол - TOL», полученные ранее Мэйсоном

и Уошберном [20] находятся в согласии с результатами Летчера за исключением околокритической области, для которой указаны меньшие значения смешиваемости компонентов [21]. Также фазовое поведение данной системы было изучено в [22,23].

Исследованию системы «вода - этанол - ТОЬ» посвящено более 10 работ [21]. Для различных исследований наблюдается хорошее согласование в данных о положении границы расслоения при 298 К [24-26], несмотря на достаточно низкую точность определения в ряде работ. Кроме того, присутствуют существенные различия в отношении данных о положении коннод равновесия.

Значительно меньшее количество исследований проведено для систем с пропиловыми спиртами. Для системы «вода - КРА - ТОЬ» при 298 К данные находятся в хорошем согласии [27,28]. Точность определения положения границы расслоения в работах не достаточно высокая, что не позволяет детально изучить области фазовой диаграммы вблизи вершин воды и масла [21]. Для системы с 1РА данные Уошберна [29] находятся в согласии с результатами Летчера. Также поведение системы изучено при температурах, отличных от 298 К.

Система «вода - ТВА - ТОЬ» при температуре 298 К исследована только в работе [17]. Определено положение бинодальной кривой, критической точки и коннод равновесия.

Показанные на рисунке 2 фазовые диаграммы позволяют проанализировать влияние природы гидротропа на фазовые равновесия в системах «вода - одноатомный спирт - углеводород». Как видно, при увеличении длины гидрофобного радикала критическая точка смещается от вершины толуола к вершине воды. Если для метанола и этанола растворение в водной фазе предпочтительнее, чем растворение в масляной, то для спиртов с более длинным гидрофобным радикалом наблюдается обратная картина. Можно заметить, что в случае КРА критическая точка расположена наиболее близко к вершине воды среди всех рассмотренных систем. По -видимому,

разветвленная структура 1РА и ТВА обеспечивает их более эффективное растворение в водных растворах. Эффективность межмолекулярных взаимодействий уменьшается в ряду 1РА - ТВА - КРА, что подтвер ждается данными о коэффициентах активности, приведенных в обзорной работе [30].

Увеличение углеводородного радикала в составе спирта приводит не только к уменьшению двухфазной области на фазовой диаграмме, но и к более сложным изменениям положения бинодальной кривой. Так, при переходе от этанола к КРА наряду с уменьшением двухфазной области вблизи вершины воды наблюдается ее увеличение вблизи вершины толуола, что говорит о лучшей способности этанола стабилизировать кластеры воды в области, богатой толуолом, по сравнению с КРА. Также уменьшение двухфазной области наблюдается при переходе от КРА к ТВА и 1РА.

1.1.2. Влияние природы гидрофобного соединения на фазовые равновесия в системах «вода - спирт - гидрофобное соединение»

Влияние природы гидрофобного компонента на фазовое поведение тройных систем показано на рисунках 3-4, где представлены фазовые диаграммы систем «вода - этанол - н-алкан» (рисунок 3) и «вода - ТВА -ароматический углеводород» (рисунок 4). Данные системы были выбраны для ср авнения, поскольку отр ажают р азличия в поведении систем, в кото р ых гидрофобные соединения являются гомологами. Поскольку они имеют один структурный тип переход от более низших гомологов к более высшим характеризуется ростом гидрофобности соединений, который однозначно обусловлен увеличением количества метиленовых групп в структуре и не связан с более сложными структурными различиями.

Рисунок 3 - Фазовые диаграммы тройных систем «вода - этанол - н-гексан» [31], «вода - этанол - н-гептан» [32] и «вода - этанол - н-октан» [33] при 25 °С. Концентрации компонентов выражены в мольных процентах

Фазовая диаграмма системы «вода - этанол - н-гексан» изучена в ряде работ, результаты которых систематизированы в [21]. При 25 °С исследования были проведены в [31,33,34]. Наиболее полные данные были получены Мариоши с соавторами [31]; в работе бинодальная кривая построена по 50 экспериментальным точкам. Положение границы расслоения было определено по данным о составе равновесных фаз, полученным методом газовой хроматографии (ГХ).

Система с н-гептаном при 25 °С была исследована Воробьевой [33] и Летчером [32]; результаты данных работ находятся в хорошем согласии. В работе [32] экспериментальные исследования проводились аналогично [17].

Для системы с н-октаном положение границы расслоения на фазовой диаграмме было определено в [33].

Для системы «вода - этанол - н-декан» данные о фазовых равновесиях литературные данные имеются только для температур, отличных от 298 К [35,36]. Для всех рассмотренных систем в литературе отсутствуют данные о положении критических точек в системах, однако исходя из наклона коннод равновесия можно заключить, что для всех систем они смещены к вершине масла. Таким образом, растворение этанола в водной фазе предпочтительнее, чем в масляной. При переходе от гексана к гептану и к октану наблюдается увеличение двухфазного региона на диаграмме, что отр ажает увеличение гидр о фобности алкана.

На рисунке 4 показаны фазовые диаграммы систем «вода - ТВА -бензол», «вода - ТВА - ТОЬ» и «вода - ТВА - мезитилен». Трехкомпонентная фазовая диаграмма для системы «вода - ТВА - бензол» при 298 К была получена Симонсоном [37] и Летчером [38]. Данные находятся в хорошем согласии, однако Симонсоном бинодальная кривая была построена по большему количеству экспериментальных точек - 43. Положение бинодальной кривой было определено с помощью титрования. Также в обеих работах были построены конноды равновесия. Положение критической точки не было определено. В работе [17] Летчером изучена система с мезитиленом. Также в [17] исследована система «вода - ТВА - п-ксилол».

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Кучиерская Александра Александровна, 2024 год

Список литературы

1. Kunz W., Holmberg K., Zemb T. Hydrotropes // Current Opinion in Colloid & Interface Science. - 2016. - Т. 22. - С. 99-107.

2. Iwasaki K., Fujiyama T. Light-scattering study of clathrate hydrate formation in binary mixtures of tert-butyl alcohol and water // The Journal of Physical Chemistry. - 1977. - Т. 81. - №№. 20. - С. 1908-1912.

3. Nishikawa K., Kodera Y., Iijima T. Fluctuations in the particle number and concentration and the Kirkwood-Buff parameters of tert-butyl alcohol and water mixtures studied by small-angle X-ray scattering // Journal of Physical Chemistry. - 1987. - Т. 91. - №№. 13. - С. 3694-3699.

4. Hayashi H., Nishikawa K., Iijima T. Small-angle X-ray scattering study of fluctuations in 1-propanol-water and 2-propanol-water systems // Journal of Physical Chemistry. - 1990. - Т. 94. - №№. 21. - С. 8334-8338.

5. Subramanian D. et al. Mesoscale inhomogeneities in aqueous solutions of small amphiphilic molecules // Faraday discussions. - 2013. - Т. 167. -С. 217-238.

6. Bale H. D., Shepler R. E., Sorgen D. K. Small Angle X-Ray Scattering from Tertiary-Butyl Alcohol - Water Mixtures // Physics and Chemistry of Liquids. - 1968. - Т. 1. - №. 2. - С. 181-190.

7. Koga Y. A SAXS study of concentration fluctuations in t-butanol—water system // Chemical physics letters. - 1984. - Т. 111. - J№. 1-2. - С. 176-180.

8. Shulgin I., Ruckenstein E. Kirkwood-Buff Integrals in Aqueous Alcohol Systems: Aggregation, Correlation Volume, and Local Composition // The Journal of Physical Chemistry B. - 1999. - Т. 103. - №№. 5. - С. 872-877.

9. Buchecker T. et al. The impact ofthe structuring ofhydrotropes in water on the mesoscale solubilisation of a third hydrophobic component // Physical Chemistry Chemical Physics. - 2017. - Т. 19. - №№. 3. - С. 1806-1816.

10. Srinivas V., Balasubramanian D. When does the switch from hydrotropy to micellar behavior occur? // Langmuir. - 1998. - T. 14. - №. 23. - C. 6658-6661.

11. Ho P. C., Triolo R., Johnson Jr J. S. Small-Angle Neutron Scattering from Solutions ofLow-Equivalent-Weight Organic Salts in D2O // The Journal of Physical Chemistry. - 1995. - T. 99. - №2. 23. - C. 9581-9588.

12. Queste S. et al. Short chain glycerol 1-monoethers — a new class of green solvo-surfactants // Green Chemistry. - 2006. - T. 8. - №2. 9. - C. 822-830.

13. Booth J. J. et al. Hydrotrope accumulation around the drug: the driving force for solubilization and minimum hydrotrope concentration for nicotinamide and urea // Physical Chemistry Chemical Physics. - 2015. - T. 17. - №2. 12. -C. 8028-8037.

14. Zemb T. N. et al. How to explain microemulsions formed by solvent mixtures without conventional surfactants // Proceedings of the National Academy of Sciences. - 2016. - T. 113. - №2. 16. - C. 4260-4265.

15. BoskovicP. et al. Weak micelle-like aggregation in ternary liquid mixtures as revealed by conductivity, surface tension, and light scattering // The Journal of Physical Chemistry B. - 2015. - T. 119. - №2. 30. - C. 9933-9939.

16. Prévost S. et al. Spontaneous ouzo emulsions coexist with pre-ouzo ultraflexible microemulsions // Langmuir. - 2021. - T. 37. - №. 13. -C. 3817-3827.

17. Letcher T. M., Siswana P. M. Liquid-liquid equilibria for mixtures of an alkanol+ water+ a methyl substituted benzene at 25 °C // Fluid phase equilibria. - 1992. - T. 74. - C. 203-217.

18. Briggs S. W., Comings E. W. Effect of temperature on liquid-liquid equilibrium // Industrial & Engineering Chemistry. - 1943. - T. 35. - №2. 4. -C. 411-417.

19. Treybal R. E., Weber L. D., Daley J. F. The System Acetone-Water-1,1,2-Trichloroethane // Industrial & Engineering Chemistry. - 1946. - T. 38. -№. 8. - C. 817-821.

20. Mason L. S., Washburn E. R. The ternary system methyl alcohol, toluene and water // Journal of the American Chemical Society. - 1937. - Т. 59. -№. 10. - С. 2076-2077.

21. Skrzecz A. et al. IUPAC-NIST solubility data series 69. Ternary alcohol -hydrocarbon-water systems // Journal of Physical and Chemical Reference Data. - 1999. - Т. 28. - №2. 4. - С. 983-1235.

22. Tamura K., Chen Y., Yamada T. Ternary and quaternary liquid- liquid equilibria for fuel additives of the water+ methanol+ toluene and water+ methanol+ toluene+ methyl tert-butyl ether or tert-amyl methyl ether systems at 298.15 K // Journal ofChemical & Engineering Data. - 2001. - Т. 46. -№. 6. - С. 1381-1386.

23. Larous S. Liquid-liquid extraction ofmethanol from aqueous solution using n-hexane and toluene as solvents // Algerian Journal of Engineering Research. - 2022. - Т. 6. - №№. 1. - С. 7-11.

24. Washburn E. R., Beguin A. E., Beckord O. C. The ternary system: ethyl alcohol, toluene and water at 25 °// Journal of the American Chemical Society. - 1939. - Т. 61. - №2. 7. - С. 1694-1695.

25. Bevia F. R., Rico D. P., Yagues V. G. Determination of quaternary liquid -liquid equilibrium data using either measurements of a single physical property or the analysis of only one of the components. Application to the quarternary system: water-ethanol-chloroform-toluene at 25 °C // Fluid phase equilibria. - 1985. - Т. 23. - №№. 2-3. - С. 269-292.

26. Ricna K. et al. Liquid -liquid equilibrium in the water-ethanol-toluene system. Experimental results // Collection of Czechoslovak chemical communications. - 1989. - Т. 54. - №2. 3. - С. 581-585.

27. Baker E. M. The Ternary System n-Propyl Alcohol-Toluene-Water at 25 °// The Journal of Physical Chemistry. - 1955. - Т. 59. - №2. 11. - С. 1182-1183.

28. Nikurashina N. I., IlinN K. K. Cross-sectional method applied to study of salting out in multicomponent systems. 8. Salting out ofwater-propanol and

water-methanol mixtures by potassium carbonate // Zhurnal Fizicheskoi Khimii. - 1972. - T. 46. - №. 3. - C. 660.

29. Washburn E. R., Beguin A. E. The Ternary System: Isopropyl Alcohol, Toluene and Water at 25 °// Journal of the American Chemical Society. -1940. - T. 62. - №. 3. - C. 579-581.

30. Kojima K., Zhang S., Hiaki T. Measuring methods of infinite dilution activity coefficients and a database for systems including water // Fluid Phase Equilibria. - 1997. - T. 131. - №. 1-2. - C. 145-179.

31. Moriyoshi T. et al. (Liquid+ liquid) equilibria of (water+ ethanol+ n-hexane) from 0.1 to 200 MPa at 298.15 K // The Journal of Chemical Thermodynamics. - 1988. - T. 20. - №. 5. - C. 551-557.

32. Letcher T. M. et al. Phase equilibria for (n-heptane+ water+ an alcohol) at 298.2 K // The Journal of Chemical Thermodynamics. - 1986. - T. 18. -№. 11. - C. 1037-1042.

33. A. I. Vorobeva, M. Kh. Karapetyants // Zh. Fiz. Khim. - 1966. - T. 40, -C. 3018.

34. Tarasenkov D. N., Paul'sen I. A. Equilibrium in the ternary systems: hexane-alcohol-water and cyclohexane-alcohol-water // J. Gen. Chem., (USSR). -1937. - T. 7. - C. 2143-2148.

35. L. V. Sadovnikova, M. V. Alexandrova // Sb. Nauch. Tr., Vladimir. Vech. Politekh. Inst. - 1971. - T. 12. - №. 138. - C. 9.

36. Li M., Wei X., Bao L. Self-assembly of carbon nanodots induced by liquid -liquid phase separation in a surface microdroplet // Soft Matter. - 2022. -T. 18. - №. 35. - C. 6517-6528.

37. Simonsen D. R., Washburn E. R. The Ternary System: t-Butyl Alcohol, Benzene and Water at 25 °// Journal of the American Chemical Society. -1946. - T. 68. - №. 2. - C. 235-237.

38. Letcher, Trevor M., Sewry, Joyce & Radloff S. (Liquid-liquid) equilibria of benzene-water-an alcohol at 298,15 K // South African Journal of Chemistry. - 1990. - T. 43. - №. 2. - C. 56-58.

39. Rao N. P., Verrall R. E. Ultrasonic velocity, adiabatic compressibility, apparent molar volume, and apparent molar compressibility properties of ternary mixtures containing 2-butoxyethanol, water, and benzene or decane //

Journal of Chemical and Engineering Data. - 1987. - T. 32. - №. 3. -C. 295-301.

40. Desnoyers J. E. et al. Tar sand extractions with microemulsions: I - the dissolution oflight hydrocarbons by microemulsions using 2 -butoxyethanol and diethylmethylamine as cosurfactants // The Canadian Journal of Chemical Engineering. - 1983. - T. 61. - №2. 5. - C. 672-679.

41. Minero C., Pelizzetti E. Reactivity and microstructure in water/ethoxy alcohols/toluene ternary solutions // Journal Of Dispersion Science Andtechnology. - 1995. - T. 16. - №2. 1. - C. 1-29.

42. Cherkasov D. G., Ilin K. K. Liquid- liquid equilibrium and critical phenomena in the ternary system water+ 2-methoxyethanol+ toluene in the temperature range 283 K to 383 K // Journal of Chemical & Engineering Data. - 2002. - T. 47. - №2. 5. - C. 1303-1306.

43. Huemer E. G., Dyer W. J. A rapid method of total lipid extraction and purification // Canadian journal of biochemistry and physiology. - 1959. -T. 37. - №2. 8. - C. 911-917.

44. Breil C. et al. "Bligh and Dyer" and Folch methods for solid-liquid-liquid extraction of lipids from microorganisms. Comprehension of solvatation mechanisms and towards substitution with alternative solvents // International journal of molecular sciences. - 2017. - T. 18. - №2. 4. - C. 708.

45. Van Kaam R., Rodriguez-Donis I., Gerbaud V. Heterogeneous extractive batch distillation of chloroform-methanol-water: Feasibility and experiments // Chemical engineering science. - 2008. - T. 63. - №. 1. -C. 78-94.

46. Huemer H., Wortl K., Moser F. A new apparatus for measurement of liquid -liquid equilibrium data, and results for the water-methanol-dichloromethane

system at 20 and 60° C // FluidPhase Equilibria. - 1983. - T. 11. - №. 3. -C. 311-323.

47. Ruiz F., Gomis V., Botella R. F. Extraction of ethanol from aqueous solution. 2. A solvent more volatile than ethanol: dichloromethane // Industrial & engineering chemistry research. - 1988. - T. 27. - №2. 4. - C. 648-650.

48. Merzougui A. et al. LLE for the extraction of alcohol from aqueous solutions with diethyl ether and dichloromethane at 293.15 K, parameter estimation using a hybrid genetic based approach // Fluid Phase Equilibria. - 2011. -T. 309. - №. 2. - C. 161-167.

49. Kabouche A. et al. Interaction parameter estimation in liquid-liquid phase equilibrium modeling using stochastic and hybrid algorithms // Fluid Phase Equilibria. - 2012. - T. 336. - C. 113-121.

50. Lindberg R., Sjoblom J., Sundholm G. Preparation of silica particles utilizing the sol-gel and the emulsion-gel processes // Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects. - 1995. - T. 99. - №2. 1. - C. 79 -88.

51. Nakanishi K., Kato N., Maruyama M. Excess and partial volumes of some alcohol-water and glycol-water solutions // The Journal of Physical Chemistry. - 1967. - T. 71. - №2. 4. - C. 814-818.

52. Benson G. C., Kiyohara O. Thermodynamics of aqueous mixtures of nonelectrolytes. I. Excess volumes of water-n-alcohol mixtures at several temperatures // Journal of Solution Chemistry. - 1980. - T. 9. - №. 10. -C. 791-804.

53. Franks F., Ives D. J. G. The structural properties of alcohol-water mixtures // Quarterly Reviews, Chemical Society. - 1966. - T. 20. - №2. 1. - C. 1-44.

54. Jora M. Z., Cardoso M. V. C., Sabadini E. Correlation between viscosity, diffusion coefficient and spin-spin relaxation rate in 1H NMR of water-alcohols solutions // Journal of Molecular Liquids. - 2017. - T. 238. -C. 341-346.

55. Egorov G. I., Makarov D. M. Densities and volume properties of(water+ tert-butanol) over the temperature range of(274.15 to 348.15) K at pressure of 0.1 MPa // The Journal of Chemical Thermodynamics. - 2011. - T. 43. -№. 3. - C. 430-441.

56. Cerar J. et al. Structural, rheological and dynamic aspects of hydrogen-bonding molecular liquids: Aqueous solutions of hydrotropic tert-butyl alcohol // Journal of colloid and interface science. - 2020. - T. 560. - C. 730742.

57. D'Arrigo G., Teixeira J. Small-angle neutron scattering study ofD2O-alcohol solutions // Journal of the Chemical Society, Faraday Transactions. - 1990. -T. 86. - №. 9. - C. 1503-1509.

58. Bender T. M., Pecora R. A dynamic light scattering study of the tert-butyl alcohol-water system // The Journal of Physical Chemistry. - 1986. - T. 90. -№. 8. - C. 1700-1706.

59. Grossmann G. H., Ebert K. H. Formation of Clusters in 1-Propanol/Water Mixtures // Berichte der Bunsengesellschaft für physikalische Chemie. -1981. - T. 85. - №. 11. - C. 1026-1029.

60. Ito N., Kato T., Fujiyama T. Determination of local structure and moving unit formed in binary solution of t-butyl alcohol and water // Bulletin of the Chemical Society of Japan. - 1981. - T. 54. - №. 9. - C. 2573-2578.

61. Euliss G. W., Sorensen C. M. Dynamic light scattering studies of concentration fluctuations in aqueous t-butyl alcohol solutions // The Journal of chemical physics. - 1984. - T. 80. - №. 10. - C. 4767-4773.

62. Li P. et al. Thermodynamic properties and structure transition in {water+ tert-butanol} and {water+ tert-butanol+ iso-butanol} solutions // Thermochimica Acta. - 2020. - T. 686. - C. 178548.

63. Zana R., Eljebari M. J. Fluorescence probing investigation of the self-association of alcohols in aqueous solution // The Journal of Physical Chemistry. - 1993. - T. 97. - №. 42. - C. 11134-11136.

64. Mashimo S., Umehara T., Redlin H. Structures ofwater and primary alcohol studied by microwave dielectric analyses // The Journal of chemical physics. - 1991. - T. 95. - №. 9. - C. 6257-6260.

65. Nishikawa K., Iijima T. Small-angle X-ray scattering study of fluctuations in ethanol and water mixtures // The Journal ofPhysical Chemistry. - 1993. -T. 97. - №. 41. - C. 10824-10828.

66. Donkersloot M. C. A. Concentration dependence of the zero-angle X-ray scattering from liquid mixtures of water and methanol // Chemical Physics Letters. - 1979. - T. 60. - №. 3. - C. 435-438.

67. Bauduin P., Testard F., Zemb T. Solubilization in alkanes by alcohols as reverse hydrotropes or "lipotropes" // The Journal ofPhysical Chemistry B. -2008. - T. 112. - №. 39. - C. 12354-12360.

68. Mikhail S. Z., Kimel W. R. Densities and Viscosities of Methanol-Water Mixtures // Journal of Chemical and Engineering Data. - 1961. - T. 6. -№. 4. - C. 533-537.

69. Wolf D., Kudish A. I. Effect of isotope substitution on the viscosity ofwater -methanol mixtures at 25 °C // The Journal ofPhysical Chemistry. - 1980. -T. 84. - №. 8. - C. 921-925.

70. Kipkemboi P. K., Easteal A. J. Densities and viscosities of binary aqueous mixtures of nonelectrolytes: tert-butyl alcohol and tert-butylamine // Canadian journal of chemistry. - 1994. - T. 72. - №. 9. - C. 1937-1945.

71. Yilmaz H. Excess properties of alcohol-water systems at 298.15 K // Turkish Journal of Physics. - 2002. - T. 26. - №. 3. - C. 243-246.

72. Song S., Peng C. Viscosities ofbinary and ternary mixtures ofwater, alcohol, acetone, and hexane // Journal of dispersion science and technology. -2008. - T. 29. - №. 10. - C. 1367-1372.

73. Akhtar S. et al. Viscosity of aqueous solutions of some alcohols // Physics and Chemistry of Liquids. - 1999. - T. 37. - №. 3. - C. 215-227.

74. Marsh K. N., Richards A. E. Excess volumes for ethanol+ water mixtures at 10-K intervals from 278.15 to 338.15 K // Australian Journal of Chemistry. -1980. - T. 33. - №. 10. - C. 2121-2132.

75. Dethlefsen C., S0rensen P. G., Hvidt A. Excess volumes of propanol-water mixtures at 5, 15, and 25 °C // Journal of solution chemistry. - 1984. -T. 13. - №. 3. - C. 191-202.

76. Saleh M. A. et al. Excess molar volumes of aqueous solutions of 1-propanol, 2-propanol, allyl alcohol and propargyl alcohol // Physics and Chemistry of Liquids. - 1998. - T. 36. - №. 1. - C. 53-65.

77. Kabir M. H., Motin M. A., Huque M. E. Densities and excess molar volumes of Methanol, Ethanol and N-Propanol in pure Water and in Water+ Surf Excel solutions at different temperatures // Physics and Chemistry of liquids. -2004. - T. 42. - №. 3. - C. 279-290.

78. Tan M. L. et al. Hydrophobic hydration and the anomalous partial molar volumes in ethanol-water mixtures // The Journal of Chemical Physics. -2015. - T. 142. - №. 6. - C. 064501.

79. Schottl S. et al. Combined molecular dynamics (MD) and small angle scattering (SAS) analysis of organization on a nanometer-scale in ternary solvent solutions containing a hydrotrope // Journal of colloid and interface science. - 2019. - T. 540. - C. 623-633.

80. Arce A. et al. Densities, refractive indices, and excess molar volumes of the ternary systems water+ methanol+ 1 -octanol and water+ ethanol+ 1 -octanol and their binary mixtures at 298.15 K // Journal of Chemical and Engineering Data. - 1993. - T. 38. - №. 2. - C. 336-340.

81. Solimo H. N., Gramajo de Doz M. B. Liquid-liquid equilibrium, densities, viscosities, refractive indices, and excess properties of the ternary system water+ 4-hydroxy-4-methyl-2-pentanone+ benzyl alcohol at 298.15 K // Journal of Chemical and Engineering Data. - 1995. - T. 40. - №. 3. -C. 563-566.

82. Yin T., Li P., Shen W. Aggregation structure in {water+ tert-butanol+ benzyl alcohol} ternary solution: Measurements of density and conductivity // The Journal of Chemical Thermodynamics. - 2022. - T. 166. - C. 106674.

83. Schofield R. K., Rideal E. K. The kinetic theory of surface films. Part I. — The surfaces of solutions // Proceedings of the Royal Society of London. Series A, Containing Papers of a Mathematical and Physical Character. -1925. - T. 109. - №. 749. - C. 57-77.

84. Li Z. X. et al. The structure of the surface of ethanol/water mixtures // Molecular Physics. - 1993. - T. 80. - №. 4. - C. 925-939.

85. Raina G., Kulkarni G. U., Rao C. N. R. Mass spectrometric determination of the surface compositions of ethanol-water mixtures // International Journal of Mass Spectrometry. - 2001. - T. 212. - №. 1 -3. - C. 267-271.

86. Yano Y. F. Correlation between surface and bulk structures of alcohol - water mixtures // Journal of colloid and interface science. - 2005. - T. 284. -№. 1. - C. 255-259.

87. Bagheri A., Fazli M., Bakhshaei M. Surface properties and surface thickness of aqueous solutions ofalcohols // Journal of Molecular Liquids. - 2016. -T. 224. - C. 442-451.

88. Santos M. S. C. S., Reis J. C. R. Thermodynamic evaluation ofmolar surface area and thickness of water+ ethanol mixtures // Journal of Molecular Liquids. - 2018. - T. 255. - C. 419-428.

89. Hyde A. E. et al. Surface properties ofthe ethanol/water mixture: Thickness and composition // Journal of Molecular Liquids. - 2019. - T. 290. -C. 111005.

90. Santos M. S. C. S., Reis J. C. R. Comment on "Surface properties of ethanol/water mixture: Thickness and composition" // Journal of Molecular Liquids. - 2019. - T. 296. - C. 112071.

91. I. Pliskin, R. E. Treybal. Interfacial tensions in two-liquid-phase ternary systems // Journal of Chemical and Engineering Data. - 1966. - T. 11. -№. 1. - C. 49-52.

92. G. W. Paul, L. E. M. De Chazal. Interfacial tensions in ternary liquid -liquid systems // Journal of Chemical and Engineering Data. - 1967. - T. 12. -№. 1. - C. 105-107.

93. Sada, S. Kito., M. Yamashita Interfacial tensions of two-phase ternary systems // Journal of Chemical and Engineering Data. - 1975. - T. 20. -№. 4. - C. 376-377.

94. S. Ross, R. E. Patterson. Surface and interfacial tensions of conjugate solutions in ternary systems // Journal of Chemical and Engineering Data. -1979. - T. 24. - №. 2. - C. 111-115.

95. H. M. Backes et al. Interfacial tensions in binary and ternary liquid — liquid systems // Chemical engineering science. - 1990. - T. 45. - №. 1. - C. 275 -286.

96. M. Cechova, L. Bartovska. Interfacial tension along the binodal curve in the benzene-ethanol-water and n-hexane-acetone-water ternary systems at 25 °C // Collection of Czechoslovak chemical communications. - 1996. -T. 61. - №. 4. - C. 489-500.

97. A. A. Novikov et al. Dual action ofhydrotropes at the water/oil interface // The Journal of Physical Chemistry C. - 2017. - T. 121. - №. 30. - C. 1642316431.

98. L. Bartovska et al. Surface and interfacial tensions along the binodal curve in the tert-butyl methyl ether-water-alcohol ternary systems at 25 °C // Collection of Czechoslovak Chemical Communications. - 2000. - T. 65. -№. 9. - C. 1487-1496.

99. B. M. S. Santos, A. G. M. Ferreira, I. M. A. Fonseca. Surface and interfacial tensions of the systems water + n-butyl acetate + methanol and water + n-p entyl acetate+ methanol at 303.15 K / // Fluid Phase Equilibria. - 2003. -T. 208. - №. 1-2. - C. 1-21.

100. M. L. Kijevcanin et al. Densities, viscosities, and surface and interfacial tensions of the ternary mixture water + ethyl butyrate + methanol at

303.15 K // Journal of Chemical & Engineering Data. - 2003. - T. 48. -№. 5. - C. 1266-1270.

101. M. L. Kijevcanin et al. Water + esters + methanol: experimental data, correlation and prediction of surface and interfacial tensions at 303.15 K and atmospheric pressure // Fluidphase equilibria. - 2004. - T. 218. - №. 1. -C. 141-148.

102. I. Johnson et al. Density, viscosity, and surface and interfacial tensions of mixtures of water + n-butyl acetate + 1 -propanol at 303.15 K and atmospheric pressure // International Journal ofThermophysics. - 2008. - T. 29. - №. 2. -C. 619-633.

103. H. F. Costa et al. Liquid-liquid equilibria, density, viscosity, and surface and interfacial tension of the system water + n-butyl acetate + 1-propanol at 323.15 K and atmospheric pressure // Journal of Chemical & Engineering Data. - 2009. - T. 54. - №. 10. - C. 2845-2854.

104. I. Rivas et al. Interfacial entropy of tert-butyl alcohol // Interciencia. -2012. - T. 37. - №. 1. - C. 59-64.

105. Grunert T. Theoretical and experimental studies on interfacial properties of ternary liquid mixtures: Doctoral thesis. - Exam date 4.07.2014. - Berlin, 2014. - 90c.

106. M. Memari, A. M. Dehkordi, A. A. Seifkordi Liquid-liquid equilibrium data, density, viscosity, and interfacial tension ofternary system (toluene-acetic acid-water) at 298.15 K: experiment and correlation // Journal of Chemical & Engineering Data. - 2017. - T. 62. - №. 12. - C. 4133-4143.

107. M. Z. Shahid et al. Initial interfacial tension for various organic - water systems and study of the effect of solute concentration and temperature // Journal of Chemical & Engineering Data. - 2017. - T. 62. - №. 4. - C. 11981203.

108. S. A. Shain, J. M. Prausnitz. Thermodynamics and interfacial tension of multicomponent liquid-liquid interfaces // AIChE Journal. - 1964. - T. 10. -№. 5. - C. 766-773.

109. Bahramian A. Mutual solubility -interfacial tension relationship in aqueous binary and ternary hydrocarbon systems // Fluid Phase Equilibria. - 2009. -T. 285. - №. 1-2. - C. 24-29.

110. F. Jufu, L. Buqiang, W. Zihao. Estimation offluid-fluid interfacial tensions of multicomponent mixtures // Chemical Engineering Science. - 1986. - T. 41. -№. 10. - C. 2673-2679.

111. G. W. Paul, L. E. M. de Chazal. Correlation of interfacial free energy in binary and ternary systems // Industrial & Engineering Chemistry Fundamentals. - 1969. - T. 8. - №. 1. - C. 104-108.

112. Cotton D. J. Theory of interfacial tension of two-phase ternary liquid systems // The Journal of Physical Chemistry. - 1968. - T. 72. - №. 12. -C. 4139-4145.

113. Widom B. Plait Points in Two-and Three-Component Liquid Mixtures // The Journal of Chemical Physics. - 1967. - T. 46. - №. 9. - C. 3324-3333.

114. Widom B. Surface tension and molecular correlations near the critical point // The Journal of Chemical Physics. - 1965. - T. 43. - №. 11. - C. 3892-3897.

115. Fleming III P. D., Vinatieri J. E. Quantitative interpretation ofphase volume behavior of multicomponent systems near critical points // AIChE Journal. -

1979. - T. 25. - №. 3. - C. 493-502.

116. Fleming III P. D., Vinatieri J. E., Glinsmann G. R. Theory of interfacial tensions in multicomponent systems // The Journal of Physical Chemistry. -

1980. - T. 84. - №. 12. - C. 1526-1531.

117. Fleming III P. D., Vinatieri J. E. Correlation of surface-and interfacial-tension data for two ternary systems: benzene-water-ethanol and n-hexane-water-ethanol // Journal of Chemical and Engineering Data. - 1981. - T. 26. -№. 2. - C. 172-174.

118. Wielebinski D., Findenegg G. H. Measurement ofinterfacial tension in simple two-phase ternary systems along an isothermal linear path to the critical point // The Journal of Physical Chemistry. - 1984. - T. 88. - №. 19. -C. 4397-4401.

119. Subbarao C. V. et al. Functions of hydrotropes in solutions // Chemical engineering & technology. - 2012. - T. 35. - №2. 2. - C. 225-237.

120. Gaikar V. G., Sharma M. M. Separations with hydrotropes // Separations Technology. - 1993. - T. 3. - №2. 1. - C. 2-11.

121. Raman G., Gaikar V. G. Hydrotropic solubilization ofboswellic acids from Boswellia serrata resin // Langmuir. - 2003. - T. 19. - №. 19. - C. 80268032.

122. Dandekar D. V., Jayaprakasha G. K., Patil B. S. Hydrotropic extraction of bioactive limonin from sour orange (Citrus aurantium L.) seeds // Food Chemistry. - 2008. - T. 109. - №2. 3. - C. 515-520.

123. Raman G., Gaikar V. G. Extraction of piperine from Piper nigrum (black pepper) by hydrotropic solubilization // Industrial & engineering chemistry research. - 2002. - T. 41. - №2. 12. - C. 2966-2976.

124. Mishra S. P., Gaikar V. G. Recovery of diosgenin from dioscorea rhizomes using aqueous hydrotropic solutions of sodium cumene sulfonate // Industrial & engineering chemistry research. - 2004. - T. 43. - №2. 17. - C. 5339-5346.

125. Kumar S. P. J., Banerjee R. Enhanced lipid extraction from oleaginous yeast biomass using ultrasound assisted extraction: a greener and scalable process // Ultrasonics sonochemistry. - 2019. - T. 52. - C. 25-32.

126. Yellapu S. K. et al. Oleaginous yeast biomass flocculation using bioflocculant produced in wastewater sludge and transesterification using petroleum diesel as a co-solvent // Renewable Energy. - 2019. - T. 131. - C. 217-228.

127. Kalscheuer R., Stölting T., Steinbüchel A. Microdiesel: Escherichia coli engineered for fuel production // Microbiology. - 2006. - T. 152. - №2. 9. -C. 2529-2536.

128. Folch J. et al. A simple method for the isolation and purification oftotal lipids from animal tissues // J biol Chem. - 1957. - T. 226. - №2. 1. - C. 497-509.

129. Rose H. G., Oklander M. Improved procedure for the extraction oflipids from human erythrocytes // Journal of lipid research. - 1965. - T. 6. - №. 3. -C. 428-431.

130. Minnikin D. E., Collins M. D., Goodfellow M. Fatty acid and polar lipid composition in the classification of Cellulomonas, Oerskovia and related taxa // Journal of Applied Microbiology. - 1979. - T. 47. - №. 1. - C. 87-95.

131. Minnikin D. E. et al. An integrated procedure for the extraction of bacterial isoprenoid quinones and polar lipids // Journal of Microbiological Methods. -1984. - T. 2. - №. 5. - C. 233-241.

132. Selstam E., Oquist G. Effects of frost hardening on the composition of galactolipids and phospholipids occurring during isolation of chloroplast thylakoids from needles of scots pine // Plant Science. - 1985. - T. 42. -№. 1. - C. 41-48.

133. Tindall B. J. Lipid composition of Halobacterium lacusprofundi // FEMS microbiology letters. - 1990. - T. 66. - №. 1-3. - C. 199-202.

134. Matyash V. et al. Lipid extraction by methyl-tert-butyl ether for high-throughput lipidomics // Journal of lipid research. - 2008. - T. 49. - №. 5. -C. 1137-1146.

135. Cequier-Sanchez E. et al. Dichloromethane as a solvent for lipid extraction and assessment of lipid classes and fatty acids from samples of different natures // Journal of agricultural and food chemistry. - 2008. - T. 56. -№. 12. - C. 4297-4303.

136. Sieberi B. M. et al. Screening of the Dichloromethane: Methanolic Extract of Centella asiatica for Antibacterial Activities against Salmonella typhi, Escherichia coli, Shigella sonnei, Bacillus subtilis, and Staphylococcus aureus // The Scientific World Journal. - 2020. - T. 2020.

137. Raynaud-Lacroze P. O., Tavare N. S. Separation of2-naphthol: Hydrotropy and Precipitation // Industrial & engineering chemistry research. - 1993. -T. 32. - №. 4. - C. 685-691.

138. Tavare N. S., Colonia E. J. Separation of eutectics of chloronitrobenzenes through hydrotropy // Journal of Chemical & Engineering Data. - 1997. -T. 42. - №. 3. - C. 631-635.

139. Janakiraman B., Sharma M. M. Enhancing rates of multiphase reactions through hydrotropy // Chemical engineering science. - 1985. - Т. 40. -№. 11. - С. 2156-2158.

140. Maheshwari R. K. et al. Novel application of hydrotropic solubilizing additives in the estimation of aspirin in tablets // Indian journal of pharmaceutical sciences. - 2010. - Т. 72. - №2. 5. - С. 649.

141. Maheshwari R. K. et al. Simple titrimetric method to estimate ketoprofen in bulk using mixed hydrotropy // Journal of Pharmacy Research. - 2010. -Т. 3. - №2. 3. - С. 442-443.

142. Maheshwari R. K. et al. Spectrophotometric determination ofnaproxen tablets using niacinamide as hydrotropic solubilizing additive // Journal of current pharmaceutical research. - 2010. - Т. 4. - С. 11-14.

143. Evstigneev M. P. et al. Effect of a mixture ofcaffeine and nicotinamide on the solubility of vitamin (B2) in aqueous solution // European Journal of Pharmaceutical Sciences. - 2006. - Т. 28. - №2. 1-2. - С. 59-66.

144. Woiski C., Dobslaw D., Engesser K. H. Isolation and characterization of 2-butoxyethanol degrading bacterial strains // Biodegradation. - 2020. -Т. 31. - №. 3. - С. 153-169.

145. Lira K. H., Smith D. H. Electrical conductivities of concentrated emulsions and their fit by conductivity models // Journal of Dispersion Science Andtechnology. - 1990. - Т. 11. - №2. 5. - С. 529-545.

146. Lee J. M., Lim K. H., Smith D. H. Formation of two-phase multiple emulsions by inclusion of continuous phase into dispersed phase // Langmuir. - 2002. - Т. 18. - №2. 20. - С. 7334-7340.

147. Kinlen P. J. et al. Emulsion polymerization process for organically soluble and electrically conducting polyaniline // Macromolecules. - 1998. - Т. 31. -№. 6. - С. 1735-1744.

148. Lessard R. R., DeMarco G. The significance of oil spill dispersants // Spill Science & Technology Bulletin. - 2000. - Т. 6. - №2. 1. - С. 59-68.

149. Payne J. R., Driskell W. B. Macondo oil in northern GulfofMexico waters -part 1: assessments and forensic methods for Deepwater Horizon offshore water samples // Marine pollution bulletin. - 2018. - T. 129. - №. 1. -C. 399-411.

150. Cai Z. et al. Effects of oil dispersants on settling of marine sediment particles and particle-facilitated distribution and transport of oil components // Marine Pollution Bulletin. - 2017. - T. 114. - №. 1. - C. 408-418.

151. Kline S. R., Kaler E. W. Colloidal interactions in water/2-butoxyethanol solvents // Langmuir. - 1994. - T. 10. - №. 2. - C. 412-417.

152. Ro J. C. Structures and properties of silica sols and gels prepared by sol-gel method. - 1990.

153. Vinogradova E. et al. Multi-fractal imaging and structural investigation of silica hydrogels and aerogels //Silicon Chemistry. - 2005. - T. 2. - C. 247-254.

154. Pisal A. A., Rao A. V. Comparative studies on the physical properties of TEOS, TMOS and Na2SiO3 based silica aerogels by ambient pressure drying method // Journal of Porous Materials. - 2016. - T. 23. - C. 1547-1556.

155. Letcher T. M., Ravindran S., Radloff S. E. Liquid-liquid equilibria for mixtures of an alkanol+ methyl tert-butyl ether+ water at 25 C // Flu id phase equilibria. - 1991. - T. 69. - C. 251-260.

156. Viades-Trejo J., Gracia-Fadrique J. Spinning drop method: from Young-Laplace to Vonnegut // Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects. - 2007. - T. 302. - №. 1-3. - C. 549-552.

157. Velasco-Medina A. A., Gracia-Fadrique J. Surface Tension and Density of Ethylene Glycol Monobutyl Ether-Water Mixtures from 277.15 to 308.15 K // Journal of Chemical & Engineering Data. - 2020. - T. 65. -№. 9. - C. 4547-4555.

158. Whitehead P. G., Sandler S. I. Headspace gas chromatography for measurement of infinite dilution activity coefficients of C4 alcohols in water // Fluid phase equilibria. - 1999. - T. 157. - №. 1. - C. 111-120.

159. Coutinho J. P., Macedo E. A. Infinite-dilution activity coefficients by comparative ebulliometry. Binary systems containing chloroform and diethylamine // Fluid phase equilibria. - 1994. - T. 95. - C. 149-162.

160. Vrbka P., Dohnal V. Limiting activity coefficient measurements in binary mixtures of dichloromethane and 1-alkanols (C1-C4) // Fluid Phase Equilibria. - 2016. - T. 411. - C. 59-65.

161. Wendler K. et al. Estimating the hydrogen bond energy // The Journal of Physical Chemistry A. - 2010. - T. 114. - №. 35. - C. 9529-9536.

162. Paksoy H. O. et al. The performance of UNIFAC and related group contribution models part I. Prediction of infinite dilution activity coefficients // Thermochimica acta. - 1996. - T. 287. - №. 2. - C. 235-249.

163. Brendel M. L., Sandler S. I. The effect of salt and temperature on the infinite dilution activity coefficients of volatile organic chemicals in water // Fluid phase equilibria. - 1999. - T. 165. - №. 1. - C. 87-97.

164. Horvath A. L., Getzen F. W., Maczynska Z. Solubility data series, volume 60, halogenated methanes with water // Solubility Data Series. - 1995. - T. 60.

165. Francis A. W. Ternary systems of hydrogen halides. Systems with island curves // The Journal of Physical Chemistry. - 1958. - T. 62. - №. 5. -C. 579-584.

166. Novikov A. A. et al. Generic nature ofinterfacial phenomena in solutions of nonionic hydrotropes // Langmuir. - 2019. - T. 35. - №. 41. - C. 1348013487.

167. Acevedo I. L., Pedrosa G. C., Katz M. Excess molar volumes and excess viscosities of n-butylamine+ 1, 4-dioxane+ carbon tetrachloride system at 298.15 K / Canadian journal of chemistry. - 1991. - T. 69. - №. 6. -C. 1006-1010.

168. Oswal S. L., Desai H. S. Studies of viscosity and excess molar volume of binary mixtures: 2. Butylamine + 1-alkanol mixtures at 303.15 and 313.15 K // Fluid phase equilibria. - 1999. - T. 161. - №. 1. - C. 191-204.

Благодарности

Автор выражает глубокую благодарность своему научному руководителю к.х.н., доц. Новикову Андрею Александровичу за помощь в работе и поддержку.

Автор выражает особую благодарность к.т.н., доц. Семенову Антону Павловичу за помощь в проведении исследований и обсуждение результатов.

Автор выражает особую благодарность д.ф.-м.н., заслуженному профессору Мэрилендского университета Анисимову Михаилу Алексеевичу за помощь в планировании исследований и интерпретации результатов.

Автор благодарит сотрудников кафедры физической и коллоидной химии Губкинского университета и лично заведующего кафедрой д.х.н., проф. Винокурова Владимира Арнольдович за внимание к работе и ценные замечания.