On the composition dependence of thermodynamic, dynamic and dielectric properties of water-methanol model mixtures. Molecular dynamics simulation results

On the composition dependence of thermodynamic, dynamic and dielectric properties of water-methanol model mixtures. Molecular dynamics simulation results

We have investigated thermodynamic and dynamic properties as well as the dielectric constant of water-methanol model mixtures in the entire range of composition by using constant pressure molecular dynamics simulations at ambient conditions. The SPC/E and TIP4P/Ew water models are used in combinatio...

Full description

Saved in:
Bibliographic Details
Published in:Condensed Matter Physics
Date:2015
Main Authors: Galicia-Andrés, E., Dominguez, H., Pusztai, L., Pizio, O.
Format: Article
Language:English
Published: Інститут фізики конденсованих систем НАН України 2015
Online Access:https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/155275
Tags: Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
Journal Title:Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Cite this:On the composition dependence of thermodynamic, dynamic and dielectric properties of water-methanol model mixtures. Molecular dynamics simulation results / E. Galicia-Andrés, H. Dominguez, L. Pusztai, O. Pizio // Condensed Matter Physics. — 2015. — Т. 18, № 4. — С. 43602: 1–14. — Бібліогр.: 46 назв. — англ.

Institution

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
id nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-155275
record_format dspace
spelling Galicia-Andrés, E.
Dominguez, H.
Pusztai, L.
Pizio, O.
2019-06-16T15:21:16Z
2019-06-16T15:21:16Z
2015
On the composition dependence of thermodynamic, dynamic and dielectric properties of water-methanol model mixtures. Molecular dynamics simulation results / E. Galicia-Andrés, H. Dominguez, L. Pusztai, O. Pizio // Condensed Matter Physics. — 2015. — Т. 18, № 4. — С. 43602: 1–14. — Бібліогр.: 46 назв. — англ.
1607-324X
DOI:10.5488/CMP.18.43602
PACS: 61.20.-p, 61.20-Gy, 61.20.Ja, 65.20.Jk
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/155275
arXiv:1512.07794
We have investigated thermodynamic and dynamic properties as well as the dielectric constant of water-methanol model mixtures in the entire range of composition by using constant pressure molecular dynamics simulations at ambient conditions. The SPC/E and TIP4P/Ew water models are used in combination with the OPLS united atom modelling for methanol. Changes of the average number of hydrogen bonds between particles of different species and of the fractions of differently bonded molecules are put in correspondence with the behavior of excess mixing volume and enthalpy, of self-diffusion coefficients and rotational relaxation times. From the detailed analyses of the results obtained in this work, we conclude that an improvement of the description of an ample set of properties of water-methanol mixtures can possibly be reached, if a more sophisticated, carefully parameterized, e.g., all atom, model for methanol is used. Moreover, exploration of parametrization of the methanol force field, with simultaneous application of different combination rules for methanol-water cross interactions, is required.
Нами дослiджено термодинамiчнi та динамiчнi властивостi, а також дiелектричну сталу модельних сумiшей вода-метанол у всьому дiапазонi концентрацiй з використанням симуляцiй методом молекулярної динамiки при постiйному тиску i в довкiльних умовах. Використано моделi води SPC/E i TIP4P/Ew у поєднаннi з OPLS об’єднаним атомним моделюванням для метанолу. Змiни середнього числа водневих зв’язкiв мiж частинками рiзних сортiв та фракцiй по-рiзному зв’язаних молекул поставлено у вiдповiднiсть з поведiнкою об’єму надлишкового змiшування та ентальпiї, коефiцiєнтiв самодифузiї та часiв ротацiйної релаксацiї. Детально проаналiзувавши отриманi в роботi результати, робимо висновок, що можна досягнути певного вдосконалення опису великої кiлькостi властивостей сумiшей вода-метанол за умови використання бiльш складної, ретельно параметризованої, наприклад, повнiстю атомної моделi. До того ж, iснує потреба у дослiдженнi параметризацiї силового поля метанолу з одночасним використанням рiзних комбiнацiйних правил для взаємодiй метанол-вода.
We acknowledge support of CONACyT of México (grant Nu. 214477) and the National Research, Development and Innovation Office of Hungary (grant no. TÉT_12_MX-1-2013-0003) for funding a bilateral collaboration between the Mexican and Hungarian partners, and of DGAPA de la UNAM under project IN-205915. E.G. was supported by CONACyT of Mexico under a Ph.D. scholarship. E.G. and O.P. are grateful to Dr. T. Patsahan for helpful discussions and valuable comments. O.P. is grateful to D. Vazquez and M. Aguilar for technical support of this work.
en
Інститут фізики конденсованих систем НАН України
Condensed Matter Physics
On the composition dependence of thermodynamic, dynamic and dielectric properties of water-methanol model mixtures. Molecular dynamics simulation results
Композицiйна залежнiсть термодинамiчних, динамiчних та дiелектричних властивостей модельних сумiшей вода-метанол. Результати симуляцiй методом молекулярної динамiки
Article
published earlier
institution Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection DSpace DC
title On the composition dependence of thermodynamic, dynamic and dielectric properties of water-methanol model mixtures. Molecular dynamics simulation results
spellingShingle On the composition dependence of thermodynamic, dynamic and dielectric properties of water-methanol model mixtures. Molecular dynamics simulation results
Galicia-Andrés, E.
Dominguez, H.
Pusztai, L.
Pizio, O.
title_short On the composition dependence of thermodynamic, dynamic and dielectric properties of water-methanol model mixtures. Molecular dynamics simulation results
title_full On the composition dependence of thermodynamic, dynamic and dielectric properties of water-methanol model mixtures. Molecular dynamics simulation results
title_fullStr On the composition dependence of thermodynamic, dynamic and dielectric properties of water-methanol model mixtures. Molecular dynamics simulation results
title_full_unstemmed On the composition dependence of thermodynamic, dynamic and dielectric properties of water-methanol model mixtures. Molecular dynamics simulation results
title_sort on the composition dependence of thermodynamic, dynamic and dielectric properties of water-methanol model mixtures. molecular dynamics simulation results
author Galicia-Andrés, E.
Dominguez, H.
Pusztai, L.
Pizio, O.
author_facet Galicia-Andrés, E.
Dominguez, H.
Pusztai, L.
Pizio, O.
publishDate 2015
language English
container_title Condensed Matter Physics
publisher Інститут фізики конденсованих систем НАН України
format Article
title_alt Композицiйна залежнiсть термодинамiчних, динамiчних та дiелектричних властивостей модельних сумiшей вода-метанол. Результати симуляцiй методом молекулярної динамiки
description We have investigated thermodynamic and dynamic properties as well as the dielectric constant of water-methanol model mixtures in the entire range of composition by using constant pressure molecular dynamics simulations at ambient conditions. The SPC/E and TIP4P/Ew water models are used in combination with the OPLS united atom modelling for methanol. Changes of the average number of hydrogen bonds between particles of different species and of the fractions of differently bonded molecules are put in correspondence with the behavior of excess mixing volume and enthalpy, of self-diffusion coefficients and rotational relaxation times. From the detailed analyses of the results obtained in this work, we conclude that an improvement of the description of an ample set of properties of water-methanol mixtures can possibly be reached, if a more sophisticated, carefully parameterized, e.g., all atom, model for methanol is used. Moreover, exploration of parametrization of the methanol force field, with simultaneous application of different combination rules for methanol-water cross interactions, is required. Нами дослiджено термодинамiчнi та динамiчнi властивостi, а також дiелектричну сталу модельних сумiшей вода-метанол у всьому дiапазонi концентрацiй з використанням симуляцiй методом молекулярної динамiки при постiйному тиску i в довкiльних умовах. Використано моделi води SPC/E i TIP4P/Ew у поєднаннi з OPLS об’єднаним атомним моделюванням для метанолу. Змiни середнього числа водневих зв’язкiв мiж частинками рiзних сортiв та фракцiй по-рiзному зв’язаних молекул поставлено у вiдповiднiсть з поведiнкою об’єму надлишкового змiшування та ентальпiї, коефiцiєнтiв самодифузiї та часiв ротацiйної релаксацiї. Детально проаналiзувавши отриманi в роботi результати, робимо висновок, що можна досягнути певного вдосконалення опису великої кiлькостi властивостей сумiшей вода-метанол за умови використання бiльш складної, ретельно параметризованої, наприклад, повнiстю атомної моделi. До того ж, iснує потреба у дослiдженнi параметризацiї силового поля метанолу з одночасним використанням рiзних комбiнацiйних правил для взаємодiй метанол-вода.
issn 1607-324X
url https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/155275
citation_txt On the composition dependence of thermodynamic, dynamic and dielectric properties of water-methanol model mixtures. Molecular dynamics simulation results / E. Galicia-Andrés, H. Dominguez, L. Pusztai, O. Pizio // Condensed Matter Physics. — 2015. — Т. 18, № 4. — С. 43602: 1–14. — Бібліогр.: 46 назв. — англ.
work_keys_str_mv AT galiciaandrese onthecompositiondependenceofthermodynamicdynamicanddielectricpropertiesofwatermethanolmodelmixturesmoleculardynamicssimulationresults
AT dominguezh onthecompositiondependenceofthermodynamicdynamicanddielectricpropertiesofwatermethanolmodelmixturesmoleculardynamicssimulationresults
AT pusztail onthecompositiondependenceofthermodynamicdynamicanddielectricpropertiesofwatermethanolmodelmixturesmoleculardynamicssimulationresults
AT pizioo onthecompositiondependenceofthermodynamicdynamicanddielectricpropertiesofwatermethanolmodelmixturesmoleculardynamicssimulationresults
AT galiciaandrese kompoziciinazaležnistʹtermodinamičnihdinamičnihtadielektričnihvlastivosteimodelʹnihsumišeivodametanolrezulʹtatisimulâciimetodommolekulârnoídinamiki
AT dominguezh kompoziciinazaležnistʹtermodinamičnihdinamičnihtadielektričnihvlastivosteimodelʹnihsumišeivodametanolrezulʹtatisimulâciimetodommolekulârnoídinamiki
AT pusztail kompoziciinazaležnistʹtermodinamičnihdinamičnihtadielektričnihvlastivosteimodelʹnihsumišeivodametanolrezulʹtatisimulâciimetodommolekulârnoídinamiki
AT pizioo kompoziciinazaležnistʹtermodinamičnihdinamičnihtadielektričnihvlastivosteimodelʹnihsumišeivodametanolrezulʹtatisimulâciimetodommolekulârnoídinamiki
first_indexed 2025-12-07T20:46:05Z
last_indexed 2025-12-07T20:46:05Z
_version_ 1850883823722561536

Similar Items