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Lydersen-Methode



Die Lydersen-Methode [1] ist eine Gruppenbeitragsmethode zur Abschätzung der kritischen Größen Tc, Pc und Vc. Die Lydersen-Methode ist Vorbild für viele neuere Modelle nach Joback[2], Ambrose[3], Gani-Constantinou [4] u.a.m.

Die Lydersen-Methode basiert im Falle der Abschätzung der kritischen Temperatur auf der Guldberg-Regel, welche die kritische Temperatur in ein Verhältnis zum Normalsiedepunkt setzt.

Inhaltsverzeichnis

Bestimmungsgleichungen

Kritische Temperatur

T_c=\frac{T_b}{0,567+\sum G_i-\left(\sum G_i\right)^2}

Kritischer Druck

P_c=\frac{M}{\left(0,34+\sum G_i\right)^2}

Kritisches Volumen

V_c=40+\sum G_i

Tb ist der Normalsiedepunkt, M ie Molare Masse, Gi sind Gruppenbeiträge (unterschiedlich für die einzelnen Größen) für funkionelle Gruppen eines Moleküls.

Gruppenbeiträge

Gruppe Gi (Tc) Gi (Pc) Gi (Vc) Gruppe Gi (Tc) Gi (Pc) Gi (Vc)
-CH3,-CH2- 0,020 0,227 55,0 >CH 0,012 0,210 51,0
-C< - 0,210 41,0 =CH2,=CH 0,018 0,198 45,0
=C<,=C= - 0,198 36,0 =C-H,=C- 0,005 0,153 36,0
-CH2-(Ring) 0,013 0,184 44,5 >CH-(Ring) 0,012 0,192 46,0
>C<(Ring) -0,007 0,154 31,0 =CH-,=C<,=C=(Ring)0,011 0,154 37,0
-F 0,018 0,224 18,0 -Cl 0,017 0,320 49,0
-Br 0,010 0,500 70,0 -I 0,012 0,830 95,0
-OH 0,082 0,060 18,0 -OH(Aromat)0,031 -0,020 3,0
-O- 0,021 0,160 20,0 -O-(Ring) 0,014 0,120 8,0
>C=O 0,040 0,290 60,0 >C=O(Ring) 0,033 0,200 50,0
HC=O- 0,048 0,330 73,0 -COOH 0,085 0,400 80,0
-COO- 0,047 0,470 80,0 -NH2 0,031 0,095 28,0
>NH 0,031 0,135 37,0 >NH(Ring) 0,024 0,090 27,0
>N 0,014 0,170 42,0 >N-(Ring) 0,007 0,130 32,0
-CN 0,060 0,360 80,0 -NO2 0,055 0,420 78,0
-SH,-S- 0,015 0,270 55,0 -S-(Ring) 0,008 0,240 45,0
=S 0,003 0,240 47,0 >Si< 0,030 0,540 -
-B< 0,030 - -

Beispielrechnung


Aceton wird in zwei unterschiedliche Fragmente zerlegt, eine Carbonlygruppe und zwei Methylgruppen. Für das kritische Volumen ergibt sich folgende Rechnung:

Vc=40+60,0+2*55,0=210 cm3

In der Literatur[5] finden sich Werte von 215,90 cm3 [6], 230,5 cm3 [7] und 209,0 cm3 [8].

Literatur

  1. Lydersen a.L., „Estimation of Critical Properies of Organic Compounds“, University of wisconsin College Engineering, Eng. Exp. Stn. Rep. 3, Madison, Wisconsin
  2. Joback K.G., Reid R.C., „Estimation of pure-component properties from group-contributions“, Chem.Eng.Commun., 57, 233-243, 1987
  3. Ambrose D., „Correlation and Estimation of Vapour-Liquid Critical Properties. I. Critical Temperatures of Organic Compounds“, Nat.Phys.Lab.Rep.Chem., Rep.No. 92, 1-35, 1978
  4. Constantinou L., Gani R., „New Group Contribution Method for Estimating Properties of Pure Compounds“, AIChE J., 40(10), 1697-1710, 1994
  5. Dortmunder Datenbank
  6. Campbell A.N., Chatterjee R.M., Can.J.Chem., 47(20), S. 3893-3898, 1969
  7. Herz W., Neukirch E., Z.Phys.Chem.(Leipzig), 104, S.433-450, 1923
  8. Kobe K.A., Crawford H.R., Stephenson R.W., Ind.Eng.Chem., 47(9), S. 1767-1772, 1955
 
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