Predictive models for the phase behaviour and solution properties of weak electrolytes: nitric, sulphuric, and carbonic acids
Notice bibliographique
Résumé
The distribution of ionic species in electrolyte systems is important in many fields of science and engineering, ranging from the study of degradation mechanisms to the design of systems for electrochemical energy storage. Often, other phenomena closely related to ionic speciation, such as ion pairing, clustering and hydrogen bonding, which are difficult to investigate experimentally, are also of interest. Here, we develop an accurate molecular approach, accounting for reactions as well as association and ion pairing, to deliver a predictive framework that helps validate experiment and guides future modelling of speciation phenomena of weak electrolytes. We extend the SAFT-VRE Mie equation of state [D. K. Eriksen et al., Mol. Phys., 2016, 114, 2724-2749] to study aqueous solutions of nitric, sulphuric, and carbonic acids, considering complete and partially dissociated models. In order to incorporate the dissociation equilibria, correlations to experimental data for the relevant thermodynamic equilibrium constants of the dissociation reactions are taken from the literature and are imposed as a boundary condition in the calculations. The models for water, the hydronium ion, and carbon dioxide are treated as transferable and are taken from our previous work. We present new molecular models for nitric acid, and the nitrate, bisulfate, sulfate, and bicarbonate anions. The resulting framework is used to predict a range of phase behaviour and solution properties of the aqueous acids over wide ranges of concentration and temperature, including the degree of dissociation, as well as the activity coefficients of the ionic species, and the activity of water and osmotic coefficient, density, and vapour pressure of the solutions. The SAFT-VRE Mie models obtained in this manner provide a means of elucidating the mechanisms of association and ion pairing in the systems studied, complementing the experimental observations reported in the literature.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,002 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,002 |
| Science ouverte | 0,002 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,002 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».