Parametrul de solubilitate Hansen

Parametrul de solubilitate Hansen este un coeficient experimental introdus de Charles Hansen pentru a prezice solubilitatea unui solut (de exemplu, un polimer ) într-un solvent . ^[1]

Definiția parametrului Hansen derivă din observația experimentală că „ca și cum se dizolvă ca”, ^[2] prin care se formează o soluție dacă energia de dizolvare a solutului din solvent este comparabilă cu energia exprimată între moleculele de dizolvat pur .

Pentru a avea o predicție mai bună, energia de dizolvare este, de asemenea, descompusă de Hansen în 3 contribuții, pentru care trebuie să avem similaritatea tuturor celor trei contribuții, care sunt:

$\ \delta _{d}$ ${\ displaystyle \ \ delta _ {d}}$ ${\ displaystyle \ \ delta _ {d}}$ : energia forțelor de dispersie ( forțele van der Waals )
$\ \delta _{p}$ ${\ displaystyle \ \ delta _ {p}}$ ${\ displaystyle \ \ delta _ {p}}$ : energie asociată cu legăturile intermoleculare dipolare
$\ \delta _{h}$ ${\ displaystyle \ \ delta _ {h}}$ ${\ displaystyle \ \ delta _ {h}}$ : energie asociată legăturilor de hidrogen .

Pentru a verifica solubilitatea unui dizolvat într-un solvent dat, acesta este urmărit mai întâi în spațiul tridimensional $\ (\delta _{d},\delta _{p},\delta _{h})$ ${\ displaystyle \ (\ delta _ {d}, \ delta _ {p}, \ delta _ {h})}$ ${\ displaystyle \ (\ delta _ {d}, \ delta _ {p}, \ delta _ {h})}$ (numit „spațiul Hansen”) o sferă centrată în punct $\ (\delta _{d2},\delta _{p2},\delta _{h2})$ ${\ displaystyle \ (\ delta _ {d2}, \ delta _ {p2}, \ delta _ {h2})}$ ${\ displaystyle \ (\ delta _ {d2}, \ delta _ {p2}, \ delta _ {h2})}$ și cu o rază egală cu: ^[2] ^[3]

\ (Ra)^{2}=4(\delta _{d1}-\delta _{d2})^{2}+(\delta _{p1}-\delta _{p2})^{2}+(\delta _{h1}-\delta _{h2})^{2}

{\ displaystyle \ (Ra) ^ {2} = 4 (\ delta _ {d1} - \ delta _ {d2}) ^ {2} + (\ delta _ {p1} - \ delta _ {p2}) ^ { 2} + (\ delta _ {h1} - \ delta _ {h2}) ^ {2}}

{\ displaystyle \ (Ra) ^ {2} = 4 (\ delta _ {d1} - \ delta _ {d2}) ^ {2} + (\ delta _ {p1} - \ delta _ {p2}) ^ { 2} + (\ delta _ {h1} - \ delta _ {h2}) ^ {2}}

în care ghilimelele "1" și "2" se referă respectiv la solvent și solut.

Apoi, punctul corespunzător solventului este identificat în spațiul Hansen și, în funcție de poziția reciprocă a acestui punct față de sfera reprezentativă a solutului, va apărea unul dintre următoarele cazuri:

punctul reprezentativ al solventului se află în sfera reprezentativă a solutului: există o miscibilitate totală;
punctul reprezentativ al solventului se află pe suprafața sferei reprezentative a solutului: există o miscibilitate parțială;
punctul reprezentativ al solventului se află în afara sferei reprezentative a solutului: în acest caz nu există miscibilitate.

Notă

^ Charles Hansen, Hansen Solubility Parameters: A user's handbook, Second Edition , Boca Raton, Fla, CRC Press, 2007, ISBN 978-0-8493-7248-3 .
^ ^a ^b Reguli generale pentru solubilitatea polimerilor Arhivat 9 mai 2010 la Internet Archive .
^ Copie arhivată ( PPT ), la hansen-solubility.com . Adus la 15 iulie 2010 (arhivat din original la 24 decembrie 2010) .