计算化学公社

标题: 溶解度在计算中怎么体现呢？ [打印本页]

作者
Author: SuXXXX 时间: 2021-6-22 21:05
标题: 溶解度在计算中怎么体现呢？
请问大家：我想要对叠氮化钠在不同溶剂中的溶解度进行定量计算或者进行比较就行，我看了文献，可以用动力学模拟，但是太过复杂了，这个只是我课题的一个部分，然后我之前看了Sob老师发的“谈谈隐式溶剂模型下溶解自由能和体系自由能的计算”，学了算溶解自由能，也看到了Sob老师在给别的帖子答疑的时候，说这个数值越负说明溶质和溶剂亲和性越好，不知道这个数据能不能拿来说明叠氮化钠在溶剂中的溶解度？或者有没有别的什么可以定量分析叠氮化钠在不同溶剂中的溶解度呢？谢谢大家啦。

作者
Author: wzkchem5 时间: 2021-6-22 23:11
溶解自由能等于溶质在溶液中的自由能减去溶质在气相中的自由能。所以对于固体溶质而言，不考虑计算误差的话，溶解自由能可以用来比较不同溶剂里的溶解度相差多少量级，但不能用来计算溶解度的绝对值（差了一项升华自由能）。
但是隐式溶剂模型算离子的溶解自由能的误差很大，因此我觉得可能只能算出来哪个溶剂里溶解度大，哪个溶剂里溶解度小，差的倍数都是不靠谱的。到头来可能还不如把溶剂的介电常数拿来，介电常数越大溶解度越大，省得算了。
再者，溶解自由能是和溶质的活度而非浓度挂钩的，所以如果饱和溶液很浓，活度系数偏离1比较远，也会有问题。
相比之下，动力学模拟可以解决以上所有问题，可以直接模拟固体，对离子的溶解自由能的模拟效果也还可以，而且考虑了活度系数的影响。

作者
Author: sobereva 时间: 2021-6-23 03:18
如果你能查到叠氮化钠在几种溶剂下的溶解度，可以试图与溶剂的描述符（介电常数、隐式溶剂模型算的溶解自由能、MPI指数等）试图拟合个关系，估计其它溶剂下的溶解度高低

在不同溶剂下的溶解度差异，用显式溶剂模型计算阴离子部分的溶解自由能来对比或许可以，但这不是算是简单的事

作者
Author: SuXXXX 时间: 2021-6-23 10:43

wzkchem5 发表于 2021-6-22 23:11
溶解自由能等于溶质在溶液中的自由能减去溶质在气相中的自由能。所以对于固体溶质而言，不考虑计算误差的话 ...

好的好的！谢谢老师解答！！我能够比较一个趋势就行了，如果都是隐式溶剂的话，是不是可以粗粗的判断越负溶解度越大呢？

作者
Author: SuXXXX 时间: 2021-6-23 10:44

sobereva 发表于 2021-6-23 03:18
如果你能查到叠氮化钠在几种溶剂下的溶解度，可以试图与溶剂的描述符（介电常数、隐式溶剂模型算的溶解自由 ...

好的好的！谢谢Sob老师解答！！

作者
Author: wzkchem5 时间: 2021-6-23 15:42

SuXXXX 发表于 2021-6-23 03:43
好的好的！谢谢老师解答！！我能够比较一个趋势就行了，如果都是隐式溶剂的话，是不是可以粗粗的判断越负 ...

Na+的第一配位层要用显式溶剂。在这个前提下，也许可以。
不过不如sob老师说的那样做更靠谱且方便。

作者
Author: sobereva 时间: 2021-6-23 17:06

SuXXXX 发表于 2021-6-23 10:43
好的好的！谢谢老师解答！！我能够比较一个趋势就行了，如果都是隐式溶剂的话，是不是可以粗粗的判断越负 ...

图省事的话，这算是唯一选择了

如果有已知的某些溶剂下的溶解度的实验数据，可以做个检验看看这样是否靠谱

作者
Author: SuXXXX 时间: 2021-6-23 21:01

sobereva 发表于 2021-6-23 17:06
图省事的话，这算是唯一选择了

如果有已知的某些溶剂下的溶解度的实验数据，可以做个检验看看这样是否 ...

嗯嗯嗯好的！谢谢Sob老师，我试试您说的方法！

作者
Author: SuXXXX 时间: 2021-6-23 21:02

wzkchem5 发表于 2021-6-23 15:42
Na+的第一配位层要用显式溶剂。在这个前提下，也许可以。
不过不如sob老师说的那样做更靠谱且方便。

嗯嗯嗯，好的嘞！谢谢老师的建议！

作者
Author: laplacesuanzi 时间: 2022-11-29 09:23

wzkchem5 发表于 2021-6-23 15:42
Na+的第一配位层要用显式溶剂。在这个前提下，也许可以。
不过不如sob老师说的那样做更靠谱且方便。

老师您好，您说的“Na+的第一配位层要用显式溶剂模型”指的是在做优化过程的时候，在Na+与叠氮负离子之间插入一个溶剂分子吗？谢谢

作者
Author: wzkchem5 时间: 2022-11-29 15:06

laplacesuanzi 发表于 2022-11-29 02:23
老师您好，您说的“Na+的第一配位层要用显式溶剂模型”指的是在做优化过程的时候，在Na+与叠氮负离子之间 ...

要把Na+外面配一整层。如果负离子的负电荷比较集中，那么负离子周围也要配一层，但负离子配的这一层和正离子配的一层可以共享几个溶剂分子，没有问题

作者
Author: 一条君 时间: 2024-6-26 21:07

sobereva 发表于 2021-6-23 03:18
如果你能查到叠氮化钠在几种溶剂下的溶解度，可以试图与溶剂的描述符（介电常数、隐式溶剂模型算的溶解自由 ...

请问各位老师@wzkchem5，能解释一下【在不同溶剂下的溶解度差异，用显式溶剂模型计算阴离子部分的溶解自由能来对比】中选择阴离子的原因吗。因为看到很多电池领域都比较的是阳离子的结合自由能或溶解自由能，有点困惑，谢谢。（对于硝酸锂溶于醚不溶于酯的现象，单就阳离子自由能好像确实解释不了此现象）

作者
Author: wzkchem5 时间: 2024-6-26 22:12

一条君发表于 2024-6-26 14:07
请问各位老师@wzkchem5，能解释一下【在不同溶剂下的溶解度差异，用显式溶剂模型计算阴离子部分的溶解自 ...

我不太同意只需要算阴离子，严格来说应该阳离子和阴离子都算，溶解自由能加起来。
锂电池的阴离子常常是PF6-等和溶剂作用很弱的离子，阳离子Li+和溶剂作用很强，因此如果阳离子和阴离子一定要只算一个，那么只算阳离子

作者
Author: sobereva 时间: 2024-6-27 03:19

一条君发表于 2024-6-26 21:07
请问各位老师@wzkchem5，能解释一下【在不同溶剂下的溶解度差异，用显式溶剂模型计算阴离子部分的溶解自 ...

单原子阳离子种类很少，在不同溶剂中的溶解自由能往往都能查到，此时不需要自己算。但如果没有现成的数据，阳离子部分也需要算。特别是对于单原子阳离子，净电荷密度大，用显式溶剂模型的必要性很高。

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