Влияние температуры и давления метана на спектральные характеристики полос комбинационного рассеяния н-бутана в диапазоне 300–1100 см–1

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Исследованы изменения спектральных характеристик колебательных полос н-бутана в спектральной области 300–1100 см–1 при вариации температуры от 285 до 365 К, а также давления метана в диапазоне 2–40 атм. Установлено, что энтальпия транс–гош-перехода н-бутана в газовой фазе составляет 657±66 кал/моль. Показано, что среда метана в исследуемом диапазоне давлений пренебрежимо мало влияет на конформационное равновесие н-бутана. Определено влияние изменения спектральных характеристик н-бутана на точность измерения состава природного газа с помощью спектроскопии КР.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

А. С. Таничев

Институт мониторинга климатических и экологических систем СО РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: tanichev_aleksandr@mail.ru
Россия, Томск

Д. В. Петров

Институт мониторинга климатических и экологических систем СО РАН; Национальный исследовательский Томский государственный университет

Email: dpetrov@imces.ru
Россия, Томск; Томск

И. И. Матросов

Институт мониторинга климатических и экологических систем СО РАН

Email: tanichev_aleksandr@mail.ru
Россия, Томск

А. Р. Зарипов

Институт мониторинга климатических и экологических систем СО РАН

Email: tanichev_aleksandr@mail.ru
Россия, Томск

Список литературы

  1. Guo J., Luo Z., Liu Q. et al. // Sensors. 2021. V. 21. № 10. P. 3539. https://doi.org/10.3390/s21103539
  2. Knebl A., Domes C., Domes R. et al. // Anal. Chem. 2021. V. 93. № 30. P. 10546. https://doi.org/10.1021/acs.analchem.1c01500
  3. Hanf S., Keiner R., Yan D. et al. // Ibid. 2014. V. 86. № 11. P. 5278. https://doi.org/10.1021/ac404162w
  4. Petrov D.V., Matrosov I.I., Zaripov A.R. et al. // Sensors. 2022. V. 22. № 9. P. 3492. https://doi.org/10.3390/s22093492
  5. Wang J., Chen W., Wang P. et al. // Opt. Express. 2021. V. 29. № 20. P. 32296. https://doi.org/10.1364/oe.437693
  6. Bai Y., Xiong D., Yao Z. et al. // J. Raman Spectrosc. 2022. V. 53. № 5. P. 1023. https://doi.org/10.1002/jrs.6320
  7. ГОСТ 31371.7–2008. Газ природный. Определение состава методом газовой хроматографии с оценкой неопределенности. Часть 7. Методика выполнения измерений молярной доли компонентов.
  8. Allinger N.L., Fermann J.T., Allen W.D. et al. // J. Chem. Phys. 1997. V. 106. № 12. P. 5143. https://doi.org/10.1063/1.473993
  9. Rosenthal L., Rabolt J.F., Hummel J. // Ibid. 1982. V. 76. № 2. P. 817. https://doi.org/10.1063/1.443052
  10. Balabin R.M. // J. Phys. Chem. A. 2009. V. 113, № 6. P. 1012. https://doi.org/10.1021/jp809639s
  11. Barna D., Nagy B., Csontos J. et al. // J. Chem. Theory Comput. 2012. V. 8, № 2. P. 479. https://doi.org/10.1021/ct2007956
  12. Whalley E. // Rev. Phys. Chem. Japan. 1980. V. 50. P. 119
  13. Taniguchi Y. // J. Mol. Struct. 1985. V. 126. P. 241. https://doi.org/10.1016/0022-2860(85)80117-4
  14. Taniguchi Y., Takaya H., Wong P.T.T. et al. // J. Chem. Phys. 1981. V. 75, № 10. P. 4815. https://doi.org/10.1063/1.441908
  15. Dare-Edwards M.P., Gardiner D.J., Walker N.A. // Nature. 1985. V. 316, № 6029. P. 614. https://doi.org/10.1038/316614a0
  16. Kasezawa K., Kato M. // J. Phys. Chem. B. 2009. V. 113, № 25. P. 8607. https://doi.org/10.1021/jp900073p
  17. Verma A.L., Murphy W.F., Bernstein H.J. // J. Chem. Phys. 1974. V. 60, № 4. P. 1522. https://doi.org/10.1063/1.1681228
  18. Murphy W.F., Fernández-Sanchez J.M., Raghavachari K. // J. Phys. Chem. 1991. V. 95, № 3. P. 1124. https://doi.org/10.1021/j100156a020
  19. Kint S., Scherer J.R., Snyder R.G. // J. Chem. Phys. 1980. V. 73, № 6. P. 2599. https://doi.org/10.1063/1.440471
  20. Petrov D. V., Matrosov I.I., Zaripov A.R. // Opt. Spectrosc. 2018. V. 125, № 1. P. 5. https://doi.org/10.1134/S0030400X18070226
  21. Tanichev A.S., Petrov D.V. // J. Raman Spectrosc. 2022. V. 53, № 3. P. 654. https://doi.org/10.1002/jrs.6145
  22. Tanichev A.S., Petrov D.V. // Molecules. 2023. V. 28, № 8. P. 3365. https://doi.org/10.3390/molecules28083365
  23. Komasa J., Piszczatowski K., Łach G. et al. // J. Chem. Theory Comput. 2011. V. 7, № 10. P. 3105. https://doi.org/10.1021/ct200438t
  24. Roueff E., Abgrall H., Czachorowski P. et al. // Astron. Astrophys. 2019. V. 630, № May 2020. https://doi.org/10.1051/0004-6361/201936249
  25. Sung K., Steffens B., Toon G.C. et al. // J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transf. 2020. V. 251. P. 107011. https://doi.org/10.1016/j.jqsrt.2020.107011
  26. Bernath P.F., Bittner D.M., Sibert E.L. // J. Phys. Chem. A. 2019. V. 123, № 29. P. 6185. https://doi.org/10.1021/acs.jpca.9b03321
  27. Gassler G., Hüttner W. // Zeitschrift fur Naturforsch. – Sect. A J. Phys. Sci. 1990. V. 45, № 2. P. 113. https://doi.org/10.1515/zna-1990-0206
  28. Kozlov D.N., Smirnov V.V., Volkov S.Y. // Appl. Phys. B. 1989. V. 48. P. 273. https://doi.org/10.1007/BF00694359
  29. Strekalov M.L., Burshtein A.I. // Chem. Phys. 1981. V. 60. № 1. P. 133. https://doi.org/10.1016/0301-0104(81)80112-7
  30. Strekalov M.L., Burshtein A.I. // Ibid. 1983. V. 82. № 1–2. P. 11. https://doi.org/10.1016/0301-0104(83)85344-0
  31. Tanichev A.S., Petrov D.V. // Spectrochim. Acta – Part A Mol. Biomol. Spectrosc. 2023. V. 291. P. 122396. https://doi.org/10.1016/j.saa.2023.122396
  32. Szasz G.J., Sheppard N., Rank D.H. // J. Chem. Phys. 1948. V. 16. № 7. P. 704. https://doi.org/10.1063/1.1746978
  33. Sheppard N., Szasz G.J. // Ibid. 1949. V. 17. № 1. P. 86. https://doi.org/10.1063/1.1747059
  34. Ito K. // J. Am. Chem. Soc. 1953. V. 75. № 10. P. 2430. https://doi.org/10.1021/ja01106a046
  35. Chen S.S., Wilhoit R.C., Zwolinski B.J. // J. Phys. Chem. Ref. Data. 1975. V. 4. № 4. P. 859. https://doi.org/10.1063/1.555526
  36. Durig J.R., Compton D.A.C. // J. Phys. Chem. 1979. V. 83. № 2. P. 265. https://doi.org/10.1021/j100465a012
  37. Compton D.A.C., Montero S., Murphy W.F. // Ibid. 1980. V. 84. № 26. P. 3587. https://doi.org/10.1021/j100463a018
  38. Colombo L., Zerbi G. // J. Chem. Phys. 1980. V. 73. № 4. P. 2013. https://doi.org/10.1063/1.440298
  39. Stidham H.D., Durig J.R. // Spectrochim. Acta Part A Mol. Spectrosc. 1986. V. 42. № 2–3. P. 105. https://doi.org/10.1016/0584-8539(86)80169-6
  40. Durig J.R., Wang A., Beshir W. et al. // J. Raman Spectrosc. 1991. V. 22. № 11. P. 683. https://doi.org/10.1002/jrs.1250221115
  41. Herrebout W.A., Van Der Veken B.J., Wang A. et al. // J. Phys. Chem. 1995. V. 99. № 2. P. 578. https://doi.org/10.1021/j100002a020
  42. Petrov D. // Anal. Chem. 2021. V. 93. № 48. P. 16282. https://doi.org/10.1021/acs.analchem.1c03358

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Пространственная структура (а) транс- и (б) гош-конформеров н-бутана

Скачать (63KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Влияние температуры и давления на колебательные полосы КР н-бутана в области 290–450 см–1 (а), 770–860 см–1 (б) и 940–1090 см–1 (в). Нижние спектры соответствуют чистому н-бутану при температурах 285, 325 и 365 К (давление 2 атм). Сверху приведены спектры чистого н-бутана при давлении 2 атм и смеси н-бутан/метан (4/96%) при давлении 20 и 40 атм (температура 300 К), где полосы метана были вычтены. Все спектры нормированы по интегральной интенсивности. Полосы транс- и гош-конформеров обозначены символами (T) и (G) соответственно. Положения линий водорода обозначены звездочками

Скачать (352KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Зависимости натурального логарифма отношения интенсивностей полос транс- и гош-конформеров н-бутана от температуры (а) и давления (б). Линейная аппроксимация показана сплошной линией. Доверительные интервалы указаны для 95% доверительной вероятности

Скачать (100KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Спектры КР н-бутана и н-пентана в диапазоне 600–1600 см–1. Полосы транс- и гош-конформеров н-бутана обозначены символами (T) и (G) соответственно

Скачать (83KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Абсолютная ошибка измерения концентрации н-пентана (используя полосу с частотой 839 см–1) в природном газе в случае игнорирования влияния температуры и давления метана на спектр н-бутана. Концентрация н-бутана составляет 4%. Доверительные интервалы указаны для 95% доверительной вероятности

Скачать (64KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».