Please use this identifier to cite or link to this item:
https://olympias.lib.uoi.gr/jspui/handle/123456789/29686Full metadata record
| DC Field | Value | Language |
|---|---|---|
| dc.contributor.author | Στογιαννίδης, Γεώργιος | el |
| dc.date.accessioned | 2020-02-28T11:38:59Z | - |
| dc.date.available | 2020-02-28T11:38:59Z | - |
| dc.identifier.uri | https://olympias.lib.uoi.gr/jspui/handle/123456789/29686 | - |
| dc.identifier.uri | http://dx.doi.org/10.26268/heal.uoi.9683 | - |
| dc.rights | Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 United States | * |
| dc.rights.uri | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/us/ | * |
| dc.subject | Ακουστική φασματοσκοπία | el |
| dc.subject | Δονητική και δυναμική σύζευξη μορίων | el |
| dc.subject | Προσομοιώσεις | el |
| dc.subject | Αcoustic spectroscopy | en |
| dc.subject | Vibrational and dynamic coupling of molecules | en |
| dc.subject | Simulations | en |
| dc.title | Δονητική και δυναμική σύζευξη μορίων σε διαλύματα οξικού μεθυλεστέρα-αιθανόλης μέσω δονητικών και ακουστικών φασματοσκοπιών και προσομοιώσεων | el |
| dc.title | Vibrational and dynamic coupling of molecules to methyl acetate-ethanol solutions by vibrational and acoustic spectroscopy and simulations | en |
| heal.type | masterThesis | - |
| heal.type.en | Master thesis | en |
| heal.type.el | Μεταπτυχιακή εργασία | el |
| heal.classification | Φασματοσκοπία | - |
| heal.dateAvailable | 2020-02-28T11:39:59Z | - |
| heal.language | el | - |
| heal.access | free | - |
| heal.recordProvider | Πανεπιστήμιο Ιωαννίνων. Σχολή Θετικών Επιστημών. Τμήμα Χημείας | el |
| heal.publicationDate | 2019 | - |
| heal.bibliographicCitation | Βιβλιογραφία | el |
| heal.abstract | Στην παρούσα εργασία παρουσιάζεται η μελέτη του δυαδικού συστήματος οξικού μεθυλεστέρα – αιθανόλης. Το σύστημα μελετήθηκε χρησιμοποιώντας την υπερηχητική τεχνική pulse-echo για τον προσδιορισμό της ταχύτητας διάδοσης του ήχου και των παραμέτρων των διαδικασιών χαλάρωσης/αποκατάστασης στα διαλύματα, αλλά και μέσω του φαινομένου της υπερηχητικά επαγόμενης διπλοθλαστικότητας προκειμένου να μελετηθεί η δυναμική του συστήματος. Παράλληλα με τις υπερηχητικές μετρήσεις, έγινε χρήση των δονητικών φασματοσκοπικών τεχνικών Raman και IR, όπου μελετήθηκε η συμπεριφορά δύο δονήσεων του μορίου του οξικού μεθυλεστέρα. Πέραν αυτών, μια σειρά από μετρήσεις των φυσικών ιδιοτήτων των διαλυμάτων παρείχε αποτελέσματα τα οποία βρίσκονται σε συμφωνία με τα υπερηχητικά και δονητικά αποτελέσματα. Τέλος, πραγματοποιήθηκε πλήθος θεωρητικών υπολογισμών (υπολογισμός θεωρητικών παραμέτρων, κβαντομηχανικοί υπολογισμοί και προσομοίωση του υπερηχητικού πειράματος), οι οποίοι έδωσαν αποτελέσματα που συμφωνούν σε μεγάλο βαθμό με τα αντίστοιχα πειραματικά. Οι υπερηχητικές μετρήσεις επικεντρώθηκαν στη θερμοκρασιακή εξάρτηση της υπερηχητικής χαλάρωσης για εύρος θερμοκρασιών 20 - 40 oC και εύρος συχνοτήτων 1 - 50 MHz. Βρέθηκε πως στα διαλύματα που εξετάστηκαν, υπάρχει μια απλή διαδικασία χαλάρωσης/αποκατάστασης, ενώ από τη θερμοκρασιακή εξάρτηση υπολογίστηκαν η ενθαλπία ενεργοποίησης και η μεταβολή της ενθαλπίας ανάμεσα στις δύο ισομερείς μορφές του μορίου του οξικού μεθυλεστέρα. Παράλληλα, κβαντομηχανικοί υπολογισμοί επιβεβαίωσαν τις πειραματικές τιμές της ενθαλπίας ενεργοποίησης και μεταβολής της ενθαλπίας με ικανοποιητική ακρίβεια. Οι μετρήσεις των δονητικών φασματοσκοπικών τεχνικών επικεντρώθηκαν κυρίως σε δύο δονήσεις τάσης του μορίου του οξικού μεθυλεστέρα. Βρέθηκε πως για κάθε μία από τις δύο δονήσεις που μελετήθηκαν, εμφανίζονται 2 κορυφές. Η ερμηνεία που δόθηκε είναι πως εντός των διαλυμάτων εμφανίζονται να συνυπάρχουν δύο είδη μορίων οξικού μεθυλεστέρα, τα λεγόμενα «ελευθέρα», τα οποία δεν είναι παρά μόρια οξικού μεθυλεστέρα και τα «διαλυτοποιημένα», δηλαδή μόρια οξικού μεθυλεστέρα τα οποία αλληλεπιδρούν ισχυρά με τα μόρια της αιθανόλης. Μελετήθηκε επίσης και η δυναμική του συστήματος και υπολογίστηκαν οι αντίστοιχοι χαρακτηριστικοί χρόνοι της διαδικασίας δονητικής αποκατάστασης (dephasing) για το σύνολο των διαλυμάτων. Τέλος, έγινε μέτρηση των φυσικών ιδιοτήτων των διαλυμάτων. Το σύνολο των δεδομένων παρουσίασε κάποιου είδους μεταβολή κοντά στο σημείο κλάσματος όγκου φ=0.6. Μελετήθηκε επίσης η υπερηχητικά επαγόμενη διπλοθλαστικότητα που παρουσίασαν τα διαλύματα. Τα αποτελέσματα επιβεβαιώνουν την ύπαρξη μιας απλής διαδικασίας χαλάρωσης/αποκατάστασης, ενώ οι αντίστοιχοι χαρακτηριστικοί χρόνοι που οφείλονται στη διευθέτηση των μορίων παρουσίασαν μεταβολή στο ρυθμό τους κοντά στο διάλυμα με φ=0.6, σημείο μεταβολής και άλλων ιδιοτήτων. Υπολογίστηκαν επίσης δύο θεωρητικές ποσότητες, ο παράγοντας Kirkwood και η παράμετρος Q, οι οποίες επίσης παρουσίασαν μεταβολή των τιμών τους κοντά στο σημείο φ=0.6, παρέχοντας μια επιπλέον επιβεβαίωση των πειραματικών δεδομένων. Ως μια μέθοδος επιβεβαίωσης των πειραματικών δεδομένων, πραγματοποιήθηκε μια σειρά από προσομοιώσεις των πειραμάτων pulse-echo, χρησιμοποιώντας τα σχετικά ηλεκτρικά κυκλώματα. Εισάγοντας παραμέτρους της πειραματικής διάταξης ως τιμές ορισμού στοιχείων του κυκλώματος, υπολογίστηκαν οι τιμές της ταχύτητας διάδοσης του ήχου, ο συντελεστής απόσβεσης και η χαρακτηριστική συχνότητα συντονισμού κάθε διαλύματος. Το μοντέλο προσομοίωσης της pulse-echo διάταξης κατάφερε να προβλέψει την τάση των πειραματικών δεδομένων ικανοποιητικά, ενώ στην περίπτωση της ταχύτητας διάδοσης του ήχου, ήταν ιδιαίτερα ακριβές και στον υπολογισμό των τιμών. Η επιτυχία υπολογισμού του μοντέλου είναι ελπιδοφόρα για τη χρήση των προσομοιώσεων συμπληρωματικά των πειραμάτων. | el |
| heal.abstract | In this work, we present the study of the binary methyl acetate – ethanol system. Using the ultrasonic pulse-echo technique, the speed of sound and the relaxation process parameters of the samples were calculated, while the dynamics of the system were studied using the ultrasonically induced birefringence technique. Additionally, the vibrational Raman and IR spectroscopies were employed in order to study two specific vibrations of the methyl acetate molecules. Furthermore, a series of measurements of other additional physical properties of the solutions were conducted, with the results coming to an agreement with the corresponding acoustical and vibrational findings. Finally, a series of theoretical calculations were performed (calculation of theoretical parameters, quantum-mechanical calculations and simulation of the ultrasonic pulse-echo experiment), which provided results that are close to the corresponding experimental results. The ultrasonic measurements were mainly focused on the temperature dependence of the ultrasonic relaxation for the temperature range of 20 – 40 oC and the frequency range of 1 – 50 MHz. It was concluded that in the studied solutions only a single relaxation process occurs. Using the temperature dependence of the ultrasonic relaxation parameters, the activation enthalpy and the energy gap were calculated between the two isomers of the methyl acetate. Additionally, the quantum-mechanical calculations accurately confirmed the experimental energy values. The vibrational spectroscopy study was mainly focused on two stretching modes of the methyl acetate molecule. For each stretching mode, two bands were recorded. It was suggested that there are two kinds of methyl acetate groups that coexist in the solutions, the “free” which exist in the bulk material and the “solution” molecules that interact with the ethanol molecules. Additionally, the dynamics of the system were studied and the respective dephasing times for each solution were calculated. Finally, a series of measurements of the physical properties was performed for all the solutions. The results exhibit an analogous change below and above the 0.6 volume fraction of methyl acetate in the solutions. The ultrasonically induced birefringence of the solutions was studied with the results confirming the existence of a single relaxation process, while the corresponding relaxation times exhibited a characteristic change below and above the 0.6 volume fraction of methyl acetate, a solution where other properties exhibit a characteristic change as well. Two theoretical quantities were calculated, the Kirkwood factor and the Q parameter, both of which also presented a change below and above the 0.6 volume fraction, confirming the experimental results. In order to evaluate the experimental results, a series of simulations of the pulse-echo experiments were conducted by employing the appropriate electrical circuits. By inserting parameters describing the actual experimental setup, the values of speed of sound, the attenuation factor and the characteristic frequency of the relaxation process were calculated for every solution directly from the simulations. The simulation model was able to successfully predict the trend of the experimental results both qualitatively and quantitatively. The success of the simulation model is promising for complementary analysis of the relevant experimental results. | en |
| heal.advisorName | Καλαμπούνιας, Άγγελος Γ. | el |
| heal.committeeMemberName | Καλαμπούνιας, Άγγελος Γ. | el |
| heal.committeeMemberName | Μυλωνά-Κοσμά, Αγνή | el |
| heal.committeeMemberName | Κοσμίδης, Κωνσταντίνος | el |
| heal.academicPublisher | Πανεπιστήμιο Ιωαννίνων. Σχολή Θετικών Επιστημών. Τμήμα Χημείας | el |
| heal.academicPublisherID | uoi | - |
| heal.numberOfPages | 177 σ. | - |
| heal.fullTextAvailability | true | - |
| Appears in Collections: | Διατριβές Μεταπτυχιακής Έρευνας (Masters) - ΧΗΜ | |
Files in This Item:
| File | Description | Size | Format | |
|---|---|---|---|---|
| Μ.E. ΣΤΟΓΙΑΝΝΙΔΗΣ ΓΕΩΡΓΙΟΣ 2019.pdf | 6.25 MB | Adobe PDF | View/Open |
This item is licensed under a Creative Commons License
