Аннотация результатов, полученных в 2022 году
В ходе выполнения проекта проведено экспериментальное и теоретическое исследование структурных и динамических свойств систем с гетероассоциацией (ацетон – хлороформ, диметилсульфоксид (ДМСО) – хлороформ) и систем инертный компонент (бензол, циклогексан, тетрахлорметан) – самоассоциированный компонент (метанол). Методом 1H ЯМР с импульсным градиентом магнитного поля измерены коэффициенты самодиффузии компонентов в бинарных системах ацетон – хлороформ, ДМСО – хлороформ, бензол – метанол и циклогексан – метанол во всем составе смешанных растворителей. Проведено классическое молекулярно-динамическое моделирование бинарных систем ацетон – хлороформ, ДМСО – хлороформ, бензол – метанол и тетрахлорметан – метанол. Рассчитаны коэффициенты самодиффузии, средние числа водородных связей и доли молекул с i водородными связями в данных бинарных системах. В рамках модели атермического ассоциированного раствора, совместно с данными молекулярно-динамического моделирования оценено влияние молекулярной ассоциации на самодиффузию в бинарных системах. Согласно полученным данным, в системах ацетон – хлороформ и ДМСО – хлороформ со схожей структурой молекул сорастворителей (ацетона и ДМСО) наблюдается различный характер концентрационных зависимостей коэффициентов самодиффузии компонентов. Установлено, что в отличие от системы ацетон – хлороформ на самодиффузию компонентов в системе ДМСО – хлороформ оказывают влияние не только гетероассоциаты 1:1, но так же гетероассоциаты 1:2 (две молекулы хлороформа на молекулу ДМСО) и димеры ДМСО – ДМСО. В системах инертный компонент – самоассоциированный компонент наблюдается однотипный вид концентрационных зависимостей коэффициентов самодиффузии компонентов. Данные системы характеризуются монотонным изменением коэффициентов самодиффузии инертного компонента и минимумом на концентрационной зависимости самоассоциированного компонента. Различие наблюдается в положении минимума, которое согласно результатам молекулярно-динамического моделирования определяется концентрационной зависимостью степени ассоциации самоассоциированного компонента. На основе полученных данных развит и проверен новый теоретический метод взаимосвязи концентрационных зависимостей коэффициентов самодиффузии отдельных компонентов, основанный на величине коэффициента самодиффузии системы. Практическое применение метода к исследованным бинарным системам, показало возможность рассчитывать коэффициенты самодиффузии одного компонента по известным значениям коэффициентов самодиффузии другого компонента.

Аннотация результатов, полученных в 2023 году
Проведено экспериментальное, молекулярно-динамическое и теоретическое исследование структуры и самодиффузии в бинарных системах с самоассоциацией и гетероассоциацией компонентов (хлороформ – метанол, ацетон – метанол и этанол – метанол). Коэффициенты самодиффузии компонентов в бинарных системах измерены методом спинового эха 1H ЯМР с импульсным градиентом магнитного поля при температуре 298 K. Впервые измерены коэффициенты самодиффузии в системах хлороформ – метанол и ацетон – метанол. В рамках молекулярно-динамического моделирования бинарных систем рассчитаны коэффициенты самодиффузии, средние числа водородных связей и доли молекул с i водородными связями. Согласно полученным данным, в отличие от системы ацетон – метанол, концентрационные зависимости коэффициентов самодиффузии компонентов в системе хлороформ – метанол имеют минимумы. Концентрационные зависимости коэффициентов самодиффузии в системе этанол – метанол монотонно увеличиваются с ростом концентрации метанола. Согласно проведенному молекулярно-динамическому моделированию во всех рассматриваемых системах наблюдается схожий характер самоассоциации спирта (метанола и этанола) и различный характер гетероассоциации компонентов. В рамках модели атермического ассоциированного раствора оценено влияние молекулярной ассоциации на самодиффузию компонентов в бинарных системах. Анализ полученных данных так же проведен в рамках метода взаимосвязи концентрационных зависимостей коэффициентов самодиффузии компонентов системы. Вместе с тем, установлена взаимосвязь концентрационных зависимостей коэффициентов самодиффузии растворенных веществ (ароматических соединений) в бинарной системе инертный компонент (тетрахлорметан) – активный компонент (ацетон).