Die Lösungsmitteleigenschaften von Kohlendioxid und Distickstoffoxid am Beispiel von Coffein und Reserpin

Abstract

In der vorliegenden Arbeit wurden die Lösungsmitteleigenschaften von Kohlendioxid und von Distickstoffoxid am Beispiel von den Alkaloiden Coffein und Reserpin untersucht. Die Messungen wurden im Temperaturbereich von 313 bis 373 K und bei Drücken bis nahezu 22 MPa durchgeführt. Die Solventdichten lagen zwischen 2,5 und 12,5 mol/l. Die Bestimmung der Konzentration an gelöstem Alkaloid in der Fluidphase erfolgte nach einer statische Methode spektroskopisch mittels UV-Lichtabsorption bei 273 nm für die Coffein-Systeme und 267 nm für die Reserpin-Systeme. Die Konzentrationen, die dabei gemessen werden konnten, waren größer als 2,8*10 -7 mol/l. Die experimentell gefundenen Konzentrationen lagen zwischen 4,65*10 -6 und 1,04*10 -3 mol/l für das System Coffein-Kohlendioxid, zwischen 2,8*10 -7 mol/l und 5,48*10 -5 mol/l für das System Coffein-Distickstoffoxid, zwischen 3,29*10 -7 und 2,63*10 -5 mol/l für das System Reserpin-Kohlendioxid und zwischen 7,69*10 -7 und 3,35*10 -5 mol/l für das System Reserpin-Distickstoffoxid. Nach der Methode von Ebeling wurde der zweite gemischte Wechselwirkungsvirialkoeffizienten B 12 aus der Dichteabhängigkeit der Enhancementfaktoren bestimmt. Der zweite gemischte Wechselwirkungsvirialkoeffizienten B 12 wurde nach der Methode von Lentz aus der Dichteabhängigkeit des inversen Produktes des Enhancementfaktors und des molaren Solventvolumens bestimmt. Die bestimme Werte des zweiten gemischten Wechselwirkungsvirialkoeffizienten B 12 lagen im System Coffein-Kohlendioxid zwischen –859 cm 3 /mol und –591 cm 3 /mol für Ebeling und zwischen –1578 cm 3 /mol und –980 cm 3 /mol für Lentz; im System Coffein-Distickstoffoxid zwischen –1719 cm 3 /mol und –1025 cm 3 /mol für Ebeling und zwischen –2812 cm 3 /mol und –1212 cm 3 /mol für Lentz; im System Reserpin-Kohlendioxid zwischen –290 cm 3 /mol und –160 cm 3 /mol für Ebeling und zwischen -317 cm 3 /mol und -173 cm 3 /mol für Lentz; im System Reserpin-Distickstoffoxid zwischen -498 cm 3 /mol und –254 cm 3 /mol für Ebeling und zwischen -610 cm 3 /mol und -272 cm 3 /mol für Lentz. Die Ergebnisse der beiden Methoden weichen in manchen Fällen voneinander um den Faktor 1,84 ab. Die berechneten Übergangsenergie erreicht Werte von -74 kJ/mol bis -64 kJ/mol für das Coffein-Kohlendioxid-System, von -78 kJ/mol bis -71 kJ/mol für das Coffein-Distickstoffoxid-System, von –28 kJ/mol bis -10 kJ/mol für das Reserpin-Kohlendioxid-System und von -29 kJ/mol bis –18 kJ/mol für das Reserpin-Distickstoffoxid-System. Die berechneten Werte lagen für das System Coffein-Kohlendioxid zwischen -232 kJ/mol und -110 kJ/mol, für das System Coffein-Distickstoffoxid zwischen -101 kJ/mol und -124 kJ/mol, für das System Reserpin-Kohlendioxid zwischen -30 kJ/mol und -58 kJ/mol, und für das System Reserpin-Distickstoffoxid zwischen -33 kJ/mol und -67 kJ/mol. Die berechnete Werte lagen für das System Coffein-Kohlendioxid zwischen 116 kJ/(mol*K) und 89 kJ/(mol*K), für das System Coffein-Distickstoffoxid zwischen 99 kJ/(mol*K) und 78 kJ/(mol*K), für das System Reserpin-Kohlendioxid zwischen 52 kJ/(mol*K) und 18 kJ/(mol*K) und für das System Reserpin-Distickstoffoxid zwischen 49 kJ/(mol*K) und 17 kJ/(mol*K).