The Pressure Effect of the Association of 2,4,6,N-Tetramethyl Pyridinium Iodide in Ethanol-Water Mixture

에탄올-물 혼합용매내에서 2,4,6,N-Tetramethyl Pyridinium Iodide의 회합에 대한 압력효과

  • Jung-Ui Hwang (Department of Chemistry, College of Natural Science, Kyungpook National University) ;
  • Jong-Gi Jee (Department of Chemistry, Teacher's College, Kyungpook National Univeristy) ;
  • Young-Hwa Lee (Department of Chemistry, Teacher's College, Kyungpook National Univeristy) ;
  • Uei-Ha Woo (Department of Chemistry, Teacher's College, Kyungpook National Univeristy)
  • 황정의 (慶北大學校 自然科學大學 化學科) ;
  • 지종기 (慶北大學校 師範大學 化學科) ;
  • 이영화 (慶北大學校 師範大學 化學科) ;
  • 우의하 (慶北大學校 師範大學 化學科)
  • Published : 1984.04.20

Abstract

The ionic association constant(K) of 2,4,6, N-tetramethyl pyridinium iodide (TeMPI) in 95 volume percentage ethanol-water mixture were determined by a modified UV and conductance method at $25^{\circ}C$ to $50^{\circ}C$ under 1 to 2,000 bars. The K values increase with increasing pressure and have maximum value at $40^{\circ}C$. The partial molar volume hange (${\Delta}V$) has relatively small negative value and the absolute values of ${\Delta}$ are minimum at $40^{\circ}C$. The ion size parameter(a) of TeMPI have maximum value at $40^{\circ}C$. {\Delta}H^{\circ}$ values are zero, positive and negative at 40^{\circ}C$, $25^{\circ}C$ and $50^{\circ}C$ respectively. Other thermodynamic parameters such as the changes of standard entropy ({\Delta}S^{\circ}$) and free energy {\Delta}G^{\circ}$ were evaluated. From these experimental results, we came to conclusion that TeMPI is stabilized by the elevation of pressure and that of temperature below $40^{\circ}C$ but weakly dimerized at $40^{\circ}C$ because of the intermolecular hydrophobic interaction of eight methyl groups of two molecules. And it thermally decomposed above $50^{\circ}C$.

부피 퍼센트 95%의 에탄올-물 혼합용매내에서 2,4,6,N-테트라메틸 피리디늄요오드(TeMPI)의 이온회합 상수(K)를 수정한 자외선분광 및 전기 전도도 혼용법으로 온도범위 $25^{\circ}C{\sim} 50^{\circ}C$, 압력범위 1 ${\sim}$ 2,000 bars에서 결정하였다. K값은 압력이 증가함에 따라서 증가하였고 $40^{\circ}C$에서 최대값을 나타내었다. 부분몰부피변화(${\Delta}V$)는 비교적 작은 음의 값이었으며 ${\Delta}V$의 절대값은 $40^{\circ}C$에서 최소값을 보여주었다. TeMPI의 이온 크기 변수(a)는 $40^{\circ}C$에서 최대값을 가졌다. ${\Delta}H^{\circ}$값은 40, $25^{\circ}C$ 그리고 $50^{\circ}C$에서 각각 영, 음수 및 양수로 나타났으며 엔트로피(${\Delta}S^{\circ}$)와 자유에너지(${\Delta}G^{\circ}$)와 같은 다른 열역학변수 값도 계산하였다. 이와 같은 실험결과로부터 우리들은 TeMPI가 압력증가에 대하여 안정화되고, $40^{\circ}C$까지는 온도증가에 따라서도 안정화됨을 보여주었다. 그러나 $40^{circ}C$에서는 TeMPI 두 분자에 있는 8개 메틸기의 분자간 소수성 상호작용으로 인하여 약한 이량체를 형성하고 $50^{\circ}C$이상에서는 다시 열적으로 분해된다는 결론을 얻게 되었다.

Keywords

References

  1. J. Amer. Chem. Soc. v.77 E. M. Kosower
  2. J. Amer. Chem. Soc. v.78 E. M. Kosower;J. C. Burbach
  3. J. Phys. Chem. v.82 Hemmes;J. N. Costanzo;F. Jordan
  4. Ph. D. Thesis, University of Hanyang J. G. Jee
  5. Bull. Korean Chem. Soc. J. G. Jee;Y. H. Lee;E. H. Woo;K. H. Lee
  6. Jour. Franklin Inst. v.225 T. Shedlovsky
  7. Physik, Z. v.26 E. Huckel
  8. J. Korean Chem. Soc. v.24 O. C. Kwun;J. G. Jee;J. R. Kim
  9. J. Korean Chem. Soc. v.24 J. U. Hwang;S. D. Yoh;J. G. Jee
  10. J. Korean Chem. Soc. v.18 J. G. Jee;J. J. Jung;J. U. Hwagn
  11. Physico-Chemical Effects of Pressure S. D. Hamann
  12. J. Phys. Chem. v.68 S. D. Hamann;P. J. Pearce;W. J. Strauss
  13. Aust. J. Chem. v.28 S. D. Hamann
  14. J. Amer. Chem. Soc. v.80 R. M. Fuoss
  15. Phys. Rev. v.38 N. E. Danforth
  16. J. Phys. Chem. v.65 B. B. Owen;R. C. Miller;C. E. Milner
  17. Amer. J. of Sci. v.256 G. C. Kennedy;W. L. Knight;W. H. Holser