V tem članku podajamo rezultate simulacij in teorije za delno zamrznjene sisteme, ki jih sestavljajo enovalentni ioni. Proučevali smo tako statične kot dinamične lastnosti tega sistema. V ta namen smo uporabili metodo Brownove dinamike in t.i. replika integralsko enačbo, ki je edina primerna za teoretični opis teh sistemov. Celotni sistem sestavljata dva podsistema: adsorbat in adsorbent. Medtem, ko posamezna podsistema nista elektronevtralna, pa seveda celotni sistem je. Naboji (ioni) so predstavljeni kot Lennard-Jonesove kroglice z naboji v središču. Topilo je obravnavano kot dielektrični kontinuum. Namen študije je poiskati povezave med gibljivostjo ionov (koeficient lastne difuzije) in njihovimi aktivnostnimi koeficienti.
COBISS.SI-ID: 36498181
Določili smo razredčilne entalpije raztopin alifatskih 6,12 in 12,12-ionen bromidov in fluoridov ter entalpije mešanja teh ionenov z nizkomolekularnimi solmi, kot sta NaF in NaBr. Meritve smo primerjali s teoretičnimi rezultati na osnovi Poisson-Boltzmannove enačbe. Po teoriji bi morale biti razredčilne toplote eksotermne, entalpije mešanja pa endotermne. Eksperimenti kažejo, da predznak toplotnega efekta zavisi od narave dodane soli (od protiiona), kot tudi od hidrofobnosti (to je od števila x,y metilenskih skupin) poliiona. Pokazali smo, da prisotnost hidrofobnih skupin vpliva na zaporedje toplotnih efektov glede na dodano sol. V prisotnosti močno hidrofobnega 12,12 ionena se vrstni red v Hofmeistrovi vrsti zamenja in je drugačen kot pri 3,3, 6,9, oziroma 6,12-ionenih.
COBISS.SI-ID: 36662021
S pomočjo merjenja prevodnosti in transportnih števil protiionov ter polielektrolitske konstituente v vodnih raztopinah 3,3, 6,6-in 6,9-ionen fluoridov in bromidov smo študirali transportne lastnosti teh sistemov ter vezavo protiionov na poliion pri temperaturi 298 K. Delež prostih protiionov ter efektivne gostote naboja poliionov smo izračunali s pomočjo teorije asociacije. Ugotovili smo, da vezava protiionov na poliion močno zavisi od (i) gostote naboja poliiona ter (ii) kemijske narave dotičnega protiiona. Vpliv gostote naboja je največji v raztopinah ionen bromidov. Razlike v obnašanju raztopin ionen fluoridov in bromidov so posledica različne hidratacije protiionov. Ugotovili smo, da je efektivna gostota naboja poliiona dosti manjša od tiste, ki jo izračunamo iz strukturnih podatkov za poliion.
COBISS.SI-ID: 36602373
Določali smo entalpije mešanja 3,3 in 6,6-ionen fluoridov z različnimi natrijevimi solmi (kot so, acetati, klorati, tiocianati, itd) v vodi. Elektrostatske teorije, ki obravnavajo vodo kot zvezno snov, napovedujejo endotermen efekt v teh primerih, a poskusi kažejo, da so entalpije mešanja lahko tudi eksotermne. Če raztopino ionene fluorida v vodi mešamo z NaF ali NaBr se toplota v resnici porablja, pri mešanju ionenov z ostalimi solmi pa se toplota sprošča. Entalpije mešanja so močno korelirane z entalpijo hidratacije protiiona; zveza je linearna. Za rezultat smo dobili liotropno vrsto, podobno Hofmeistrovi. Proučili smo tudi vpliv narave koiona. V ta namen smo ionen bromide titrirali z tetrametil, tetraetil in tetrapropil bromidi. Entalpije so bile eksotermne v vseh primerih, ionospecifični vplivi pa nekoliko nepričakovano izraziti.
COBISS.SI-ID: 35925509
Raztopine alifatskih x,y-ionen bromidov in fluoridov v vodi smo raziskovali z ozkokotnim nevtronskim sipanjem. Gre za prve tovrstne raziskave. Ugotovili smo, da se ioneni, kljub prisotnim metilenskim skupinam, vedejo kot hidrofilni polimeri. Najpomembnejši rezultat je opažanje, da pri raztopinah z bromidnimi protiioni značilni polielektrolitski vrh izgine. Je pa ta vrh prisoten pri ionenih s fluoridnimi protiioni, kar kaže na odvisnost od narave protiiona. Pojav je moč razložiti z različno stopnjo (entalpijo hidratacije) hidratacije fluoridnih in bromidnih anionov.
COBISS.SI-ID: 36222725