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<!DOCTYPE html>

<title>UNIFAC</title>

</head>

<h1 id="firstHeading" class="firstHeading mw-first-heading"><span class="mw-page-title-main">UNIFAC</span></h1>

</header>

</div>

<p><b>UNIFAC</b><sup id="cite_ref-1" class="reference"><a href="#cite_note-1"><span class="cite-bracket">[</span>1<span class="cite-bracket">]</span></a></sup><sup id="cite_ref-2" class="reference"><a href="#cite_note-2"><span class="cite-bracket">[</span>2<span class="cite-bracket">]</span></a></sup> (Abkürzung für <b>Uni</b>versal Quasichemical <b>F</b>unctional Group <b>A</b>ctivity <b>C</b>oefficients) ist ein Verfahren zur Abschätzung von <a href="Aktivit%C3%A4tskoeffizient" class="mw-redirect" title="Aktivitätskoeffizient">Aktivitätskoeffizienten</a>, das in der <a href="Verfahrenstechnik" title="Verfahrenstechnik">Verfahrenstechnik</a> und der <a href="Technische_Chemie" title="Technische Chemie">Technischen Chemie</a> häufig eingesetzt wird.

</p><p>UNIFAC ist von <a href="UNIQUAC" title="UNIQUAC">UNIQUAC</a> abgeleitet. UNIQUAC verwendet stoffspezifische Parameter, die aus experimentell ermittelten Daten bestimmt werden müssen. Diese Parameter werden in UNIFAC vorhergesagt, so dass keine gemessenen Daten mehr benötigt werden.

</p>

<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Prinzipien">Prinzipien</h2></div>

<p>UNIFAC ist eine <a href="Gruppenbeitragsmethoden" title="Gruppenbeitragsmethoden">Gruppenbeitragsmethode</a>, die auf dem Prinzip der <i>Mischung aus Strukturgruppen</i> basiert. Dies steht im Gegensatz zu der normalen Betrachtungsweise der <i>Mischung aus Molekülen</i>. Die Gruppen sind dabei üblicherweise <a href="Funktionelle_Gruppe" title="Funktionelle Gruppe">funktionelle Gruppen</a>, bspw. Alkohol- oder Carbonylgruppe, aber auch kleinere Molekülfragmente wie einzelne Atome, jedoch werden diese kleinen Fragmente stets unter Berücksichtigung ihrer chemischen Umgebung betrachtet. Einige wenige kleinere Moleküle (etwa <a href="Wasser" title="Wasser">Wasser</a>) werden vollständig als eigenständige Gruppe definiert.

</p>

<div class="mw-heading mw-heading3"><h3 id="Gruppenbeitragsmethodenprinzip">Gruppenbeitragsmethodenprinzip</h3></div>

<p>Das Prinzip der Gruppenbeitragsmethoden besteht im Wesentlichen darin, dass nur die Eigenschaften einiger Dutzend Strukturgruppen bekannt sein müssen, statt die Eigenschaften von einigen Millionen Stoffen für die Berechnung von Stoffgemischeigenschaften zu benötigen. Mit diesen wenigen Strukturgruppen als Bausteinen kann eine sehr große Anzahl von Molekülen konstruiert werden.

</p>

<div class="mw-heading mw-heading3"><h3 id="UNIFAC-Gruppenbeiträge"><span id="UNIFAC-Gruppenbeitr.C3.A4ge"></span>UNIFAC-Gruppenbeiträge</h3></div>

<p>UNIFAC benutzt zur Vorhersage zwei Arten von Gruppenbeiträgen:

</p>

<ul><li>Additive Beiträge, die sehr kleinen Gruppen (<i>Untergruppen</i>) zugeordnet werden. Dies sind <i>Gruppenvolumina</i> und <i>Gruppenoberflächen</i>.</li>

<li>Wechselwirkungsparameter zwischen größeren Gruppen, die mehrere ähnliche Untergruppen umfassen.</li></ul>

<p>Die Gruppenvolumina- und oberflächen basieren auf angenäherten van der Waalsschen Oberflächen und Volumina<sup id="cite_ref-3" class="reference"><a href="#cite_note-3"><span class="cite-bracket">[</span>3<span class="cite-bracket">]</span></a></sup> und sind somit Konstanten im Modell, die einen physikalisch-chemischen Hintergrund haben.

</p><p>Die Wechselwirkungsparameter werden an experimentelle Aktivitätskoeffizienten sowie an <a href="Phasengleichgewicht" class="mw-redirect" title="Phasengleichgewicht">Phasengleichgewichtsdaten</a>, aus denen Aktivitätskoeffizienten abgeleitet werden können, mit nichtlinearen Optimierverfahren angepasst. Die Wechselwirkungsparameter werden somit ausschließlich <a href="Empirie" title="Empirie">empirisch</a> ermittelt.

</p>

<div class="mw-heading mw-heading3"><h3 id="Aktuelle_Parametrisierung">Aktuelle Parametrisierung</h3></div>

<p>Das UNIFAC-Modell erlaubt die Vorhersage von Aktivitätskoeffizienten in Gemischen mit <a href="Alkane" title="Alkane">Alkanen</a>, <a href="Alkene" title="Alkene">Alkenen</a>, <a href="Alkine" title="Alkine">Alkinen</a>, <a href="Alkohole" title="Alkohole">Alkoholen</a>, <a href="Aromaten" title="Aromaten">Aromaten</a>, <a href="Ester" title="Ester">Estern</a>, <a href="Ether" title="Ether">Ethern</a>, <a href="Amine" title="Amine">Aminen</a>, <a href="Carbons%C3%A4ure" class="mw-redirect" title="Carbonsäure">Carbonsäuren</a>, organischen <a href="Fluoride" title="Fluoride">Fluoriden</a>, organischen <a href="Chloride" title="Chloride">Chloriden</a>, organischen <a href="Bromide" title="Bromide">Bromiden</a>, organischen <a href="Iodide" title="Iodide">Iodiden</a>, <a href="Alkanthiole" class="mw-redirect" title="Alkanthiole">Thiolen</a>, <a href="Sulfon" class="mw-redirect" title="Sulfon">Sulfonen</a>, <a href="Wasser" title="Wasser">Wasser</a>, <a href="Furfural" title="Furfural">Furfural</a>, <a href="Thiophen" title="Thiophen">Thiophenen</a>, <a href="Pyridin" title="Pyridin">Pyridinen</a>, <a href="Morpholin" title="Morpholin">Morpholin</a>, <a href="Isocyanat" class="mw-redirect" title="Isocyanat">Isocyanaten</a>, <a href="Silane" title="Silane">Silanen</a>, <a href="Siloxane" title="Siloxane">Siloxanen</a>, <a href="S%C3%A4ureamide" title="Säureamide">Amiden</a> und organischen <a href="Nitrate" title="Nitrate">Nitraten</a>.

</p><p>Für diese funktionellen Gruppen sind Wechselwirkungsparameter mit mindestens einer der anderen Gruppen vorhanden. Es sind jedoch nicht alle Kombinationen vollständig parametrisiert, bspw. kann ein Aktivitätskoeffizient eines Gemisch aus 3-Methylthiophen und <a href="N-Hexan" class="mw-redirect" title="N-Hexan">n-Hexan</a> berechnet werden, eine Vorhersage eines Aktivitätskoeffizienten in einem Gemisch des Thiophens mit 3-Hexen scheitert jedoch an fehlenden Parametern.

</p><p>UNIFAC kann nicht verwendet werden, um Aktivitätskoeffizienten in Gemischen zu berechnen, die <a href="Salze" title="Salze">Salze</a> bzw., allgemeiner, Elektrolyte oder <a href="Polymer" title="Polymer">Polymere</a> enthalten. Für diese beiden Stoffklassen gibt es aber Erweiterungen des hier beschriebenen UNIFAC-Modells.

</p>

<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Gleichungen">Gleichungen</h2></div>

<p>Ausführliche Formulierungen können im Originalartikel gefunden werden oder auch in Lehrbüchern.<sup id="cite_ref-5" class="reference"><a href="#cite_note-5"><span class="cite-bracket">[</span>5<span class="cite-bracket">]</span></a></sup><sup id="cite_ref-6" class="reference"><a href="#cite_note-6"><span class="cite-bracket">[</span>6<span class="cite-bracket">]</span></a></sup>

</p><p>Die Berechnung des Aktivitätskoeffizienten erfolgt additiv über zwei Terme:

</p><p><span class="mwe-math-element mwe-math-element-inline"><span class="mwe-math-mathml-inline mwe-math-mathml-a11y" style="display: none;"><math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" alttext="{\displaystyle \ln \gamma _{i}=\ln \gamma _{i}^{C}+\ln \gamma _{i}^{R}}">

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</semantics>

</math></span><img src="./_assets_/eb734a37dd21ce173a46342d1cc64c92/21b673ea8edb013fc1675d11b7e40263bef90ffa.svg" class="mwe-math-fallback-image-inline mw-invert skin-invert" aria-hidden="true" style="vertical-align: -1.005ex; width:20.443ex; height:3.176ex;" alt="{\displaystyle \ln \gamma _{i}=\ln \gamma _{i}^{C}+\ln \gamma _{i}^{R}}" loading="lazy"></span>

</p>

<div class="mw-heading mw-heading3"><h3 id="Kombinatorischer_Anteil">Kombinatorischer Anteil</h3></div>

<p>γ<sup>C</sup> wird als <i>kombinatorischer Anteil</i> bezeichnet und wird aus van der Waalsschen Oberflächen (F) und Volumina (V) sowie <a href="Stoffmengenanteil" title="Stoffmengenanteil">Molenbrüchen</a> (x) berechnet.

</p><p><span class="mwe-math-element mwe-math-element-inline"><span class="mwe-math-mathml-inline mwe-math-mathml-a11y" style="display: none;"><math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" alttext="{\displaystyle \ln \gamma _{i}^{C}=1-V_{i}+\ln V_{i}-5q_{i}\left(1-{{V_{i}} \over {F_{i}}}+\ln {{V_{i}} \over {F_{i}}}\right)}">

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<annotation encoding="application/x-tex">{\displaystyle \ln \gamma _{i}^{C}=1-V_{i}+\ln V_{i}-5q_{i}\left(1-{{V_{i}} \over {F_{i}}}+\ln {{V_{i}} \over {F_{i}}}\right)}</annotation>

</semantics>

</math></span><img src="./_assets_/eb734a37dd21ce173a46342d1cc64c92/62e4191e46bf3267dde7cc25e869be7cfb8fadd0.svg" class="mwe-math-fallback-image-inline mw-invert skin-invert" aria-hidden="true" style="vertical-align: -2.505ex; width:46.744ex; height:6.176ex;" alt="{\displaystyle \ln \gamma _{i}^{C}=1-V_{i}+\ln V_{i}-5q_{i}\left(1-{{V_{i}} \over {F_{i}}}+\ln {{V_{i}} \over {F_{i}}}\right)}" loading="lazy"></span>

</p><p>mit

</p><p><span class="mwe-math-element mwe-math-element-inline"><span class="mwe-math-mathml-inline mwe-math-mathml-a11y" style="display: none;"><math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" alttext="{\displaystyle V_{i}={{r_{i}} \over {\sum _{j}{r_{j}x_{j}}}}}">

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</p><p><span class="mwe-math-element mwe-math-element-inline"><span class="mwe-math-mathml-inline mwe-math-mathml-a11y" style="display: none;"><math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" alttext="{\displaystyle F_{i}={{q_{i}} \over {\sum _{j}{q_{j}x_{j}}}}}">

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</p><p>Neben den Molenbrüchen werden van der Waalsche Oberflächen q<sub>i</sub> und Volumina r<sub>i</sub> der Moleküle benötigt. Diese lassen sich aus tabellierten Werten für die Gruppen (Gruppenoberfläche Q<sub>k</sub> und Gruppenvolumen R<sub>k</sub>) bestimmen.

</p><p><span class="mwe-math-element mwe-math-element-inline"><span class="mwe-math-mathml-inline mwe-math-mathml-a11y" style="display: none;"><math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" alttext="{\displaystyle q_{i}=\sum {\nu _{k}^{(i)}Q_{k}}}">

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</math></span><img src="./_assets_/eb734a37dd21ce173a46342d1cc64c92/3fc37074172966791ac4e27097cb398178645740.svg" class="mwe-math-fallback-image-inline mw-invert skin-invert" aria-hidden="true" style="vertical-align: -1.338ex; width:14.941ex; height:4.009ex;" alt="{\displaystyle q_{i}=\sum {\nu _{k}^{(i)}Q_{k}}}" loading="lazy"></span>

</p><p><span class="mwe-math-element mwe-math-element-inline"><span class="mwe-math-mathml-inline mwe-math-mathml-a11y" style="display: none;"><math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" alttext="{\displaystyle r_{i}=\sum {\nu _{k}^{(i)}R_{k}}}">

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<annotation encoding="application/x-tex">{\displaystyle r_{i}=\sum {\nu _{k}^{(i)}R_{k}}}</annotation>

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</math></span><img src="./_assets_/eb734a37dd21ce173a46342d1cc64c92/8e524581d9e236a8434e3ce312bbf19755decde2.svg" class="mwe-math-fallback-image-inline mw-invert skin-invert" aria-hidden="true" style="vertical-align: -1.338ex; width:14.878ex; height:4.009ex;" alt="{\displaystyle r_{i}=\sum {\nu _{k}^{(i)}R_{k}}}" loading="lazy"></span>

</p><p>ν<sub>k</sub><sup>(i)</sup> ist die Häufigkeit der Gruppe k im Molekül i.

</p>

<div class="mw-heading mw-heading3"><h3 id="Restanteil">Restanteil</h3></div>

<p>γ<sup>R</sup> wird als <i>Restanteil</i> bezeichnet und wird schlussendlich aus angepassten Wechselwirkungsparametern berechnet.

</p><p>Der Restanteil wird aus Gruppenaktivitätskoeffizienten Γ<sub>k</sub> berechnet.

</p><p><span class="mwe-math-element mwe-math-element-inline"><span class="mwe-math-mathml-inline mwe-math-mathml-a11y" style="display: none;"><math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" alttext="{\displaystyle \ln \gamma _{i}^{R}=\sum _{k}{\nu _{k}^{(i)}\left(\ln \Gamma _{k}-\ln \Gamma _{k}^{(i)}\right)}}">

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<annotation encoding="application/x-tex">{\displaystyle \ln \gamma _{i}^{R}=\sum _{k}{\nu _{k}^{(i)}\left(\ln \Gamma _{k}-\ln \Gamma _{k}^{(i)}\right)}}</annotation>

</semantics>

</math></span><img src="./_assets_/eb734a37dd21ce173a46342d1cc64c92/92b1d873da52330f22269e1a6bd8168442c8c20d.svg" class="mwe-math-fallback-image-inline mw-invert skin-invert" aria-hidden="true" style="vertical-align: -3.005ex; width:31.992ex; height:6.009ex;" alt="{\displaystyle \ln \gamma _{i}^{R}=\sum _{k}{\nu _{k}^{(i)}\left(\ln \Gamma _{k}-\ln \Gamma _{k}^{(i)}\right)}}" loading="lazy"></span>

</p><p>Die Gruppenaktivitätskoeffizienten in der Mischung Γ<sub>k</sub> und im Reinstoff Γ<sub>k</sub><sup>(i)</sup> werden über die Beziehung

</p><p><span class="mwe-math-element mwe-math-element-inline"><span class="mwe-math-mathml-inline mwe-math-mathml-a11y" style="display: none;"><math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" alttext="{\displaystyle \ln \Gamma _{k}=Q_{k}\left[1-\ln \left(\sum _{m}{\Theta _{m}\Psi _{mk}}\right)-\sum _{m}{{\Theta _{m}\Psi _{km}} \over {\sum _{n}{\Theta _{n}\Psi _{nm}}}}\right]}">

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<annotation encoding="application/x-tex">{\displaystyle \ln \Gamma _{k}=Q_{k}\left[1-\ln \left(\sum _{m}{\Theta _{m}\Psi _{mk}}\right)-\sum _{m}{{\Theta _{m}\Psi _{km}} \over {\sum _{n}{\Theta _{n}\Psi _{nm}}}}\right]}</annotation>

</semantics>

</math></span><img src="./_assets_/eb734a37dd21ce173a46342d1cc64c92/d15afe2ce6fa121899b4b55b420b2bea27a69596.svg" class="mwe-math-fallback-image-inline mw-invert skin-invert" aria-hidden="true" style="vertical-align: -3.171ex; width:54.153ex; height:7.509ex;" alt="{\displaystyle \ln \Gamma _{k}=Q_{k}\left[1-\ln \left(\sum _{m}{\Theta _{m}\Psi _{mk}}\right)-\sum _{m}{{\Theta _{m}\Psi _{km}} \over {\sum _{n}{\Theta _{n}\Psi _{nm}}}}\right]}" loading="lazy"></span>

</p><p>berechnet.

</p><p>Θ ist der Oberflächenanteil

</p><p><span class="mwe-math-element mwe-math-element-inline"><span class="mwe-math-mathml-inline mwe-math-mathml-a11y" style="display: none;"><math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" alttext="{\displaystyle \Theta _{m}={{Q_{m}X_{m}} \over {\sum _{m}{Q_{m}X_{m}}}}}">

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<annotation encoding="application/x-tex">{\displaystyle \Theta _{m}={{Q_{m}X_{m}} \over {\sum _{m}{Q_{m}X_{m}}}}}</annotation>

</semantics>

</math></span><img src="./_assets_/eb734a37dd21ce173a46342d1cc64c92/99759cf238339332be90b3d395358edb4111a0ae.svg" class="mwe-math-fallback-image-inline mw-invert skin-invert" aria-hidden="true" style="vertical-align: -2.671ex; width:19.046ex; height:6.176ex;" alt="{\displaystyle \Theta _{m}={{Q_{m}X_{m}} \over {\sum _{m}{Q_{m}X_{m}}}}}" loading="lazy"></span>

</p><p>und X der Gruppenmolenbruch.

</p><p><span class="mwe-math-element mwe-math-element-inline"><span class="mwe-math-mathml-inline mwe-math-mathml-a11y" style="display: none;"><math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" alttext="{\displaystyle X_{m}={{\sum _{j}{\nu _{m}^{(j)}x_{j}}} \over {\sum _{j}\sum _{m}{\nu _{n}^{(j)}x_{j}}}}}">

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<annotation encoding="application/x-tex">{\displaystyle X_{m}={{\sum _{j}{\nu _{m}^{(j)}x_{j}}} \over {\sum _{j}\sum _{m}{\nu _{n}^{(j)}x_{j}}}}}</annotation>

</semantics>

</math></span><img src="./_assets_/eb734a37dd21ce173a46342d1cc64c92/28ad7de187d2de7becc3d557db7e05adf40cf34a.svg" class="mwe-math-fallback-image-inline mw-invert skin-invert" aria-hidden="true" style="vertical-align: -3.671ex; width:21.486ex; height:8.509ex;" alt="{\displaystyle X_{m}={{\sum _{j}{\nu _{m}^{(j)}x_{j}}} \over {\sum _{j}\sum _{m}{\nu _{n}^{(j)}x_{j}}}}}" loading="lazy"></span>

</p><p>Der Parameter ψ enthält die anpassbaren Parameter des UNIFAC-Modells.

</p><p><span class="mwe-math-element mwe-math-element-inline"><span class="mwe-math-mathml-inline mwe-math-mathml-a11y" style="display: none;"><math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" alttext="{\displaystyle \Psi _{nm}=\exp {\frac {-a_{nm}}{T}}}">

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<annotation encoding="application/x-tex">{\displaystyle \Psi _{nm}=\exp {\frac {-a_{nm}}{T}}}</annotation>

</semantics>

</math></span><img src="./_assets_/eb734a37dd21ce173a46342d1cc64c92/a32cddf9250800d18b9fdd5ad43b99c016f50c8e.svg" class="mwe-math-fallback-image-inline mw-invert skin-invert" aria-hidden="true" style="vertical-align: -1.838ex; width:18.043ex; height:5.009ex;" alt="{\displaystyle \Psi _{nm}=\exp {\frac {-a_{nm}}{T}}}" loading="lazy"></span> mit a<sub>nm</sub> als Wechselwirkungsparameter zwischen den Gruppen.

</p>

<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Beispielrechnung">Beispielrechnung</h2></div>

<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Geschichte">Geschichte</h2></div>

<p>UNIFAC wurde in den 1970er Jahren entwickelt, wobei der Schwerpunkt zu Beginn alleine auf die Vorhersage von <a href="Dampf-Fl%C3%BCssig-Gleichgewicht" class="mw-redirect" title="Dampf-Flüssig-Gleichgewicht">Dampf-Flüssig-Gleichgewichten</a> von Mischungen einfacher, im Wesentlichen organischer Substanzen und von Wassergemischen gelegt wurde. Da für die Modellentwicklung Aktivitätskoeffizienten für eine Vielzahl von Gemischen benötigt wurden, wurde mit dem Aufbau einer <a href="Faktendatenbank" title="Faktendatenbank">Faktendatenbank</a> (der <a href="Dortmunder_Datenbank" title="Dortmunder Datenbank">Dortmunder Datenbank</a>) begonnen, die noch heute existiert, wenn auch in stark erweiterter und veränderter Form.

</p><p>Da Aktivitätskoeffizienten es auch erlauben, mit einfachen <a href="Thermodynamik" title="Thermodynamik">thermodynamischen</a> Beziehungen Fest-Flüssig-Gleichgewichte (Löslichkeiten von Feststoffen in Flüssigkeiten) und Flüssig-Flüssig-Gleichgewichte (siehe hierzu <a href="Mischungsl%C3%BCcke" title="Mischungslücke">Mischungslücke</a>) zu berechnen, wurde das UNIFAC-Modell in den achtziger Jahren auch zunehmend für die Berechnung dieser Phasengleichgewichte verwendet. Die dabei zutage tretenden Modellschwächen des Originalmodells führte zum einen zur Entwicklung von speziell parametrisierten Modellen für die Berechnung von Flüssig-Flüssig-Gleichgewichten (<i>UNIFAC-LLE</i>) und später zu einem Modell für die Abschätzung von <a href="Octanol-Wasser-Verteilungskoeffizient" title="Octanol-Wasser-Verteilungskoeffizient">Octanol-Wasser-Verteilungskoeffizienten</a>.<sup id="cite_ref-7" class="reference"><a href="#cite_note-7"><span class="cite-bracket">[</span>7<span class="cite-bracket">]</span></a></sup> Zum anderen wurde das Modell selbst erweitert, bspw. um temperaturabhängige Wechselwirkungsparameter:

</p><p><span class="mwe-math-element mwe-math-element-inline"><span class="mwe-math-mathml-inline mwe-math-mathml-a11y" style="display: none;"><math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" alttext="{\displaystyle \psi =\exp \left({{\frac {-a_{nm}}{T}}+{\frac {-b_{nm}\cdot T}{T}}+{\frac {-c_{nm}\cdot T^{2}}{T}}}\right)}">

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<annotation encoding="application/x-tex">{\displaystyle \psi =\exp \left({{\frac {-a_{nm}}{T}}+{\frac {-b_{nm}\cdot T}{T}}+{\frac {-c_{nm}\cdot T^{2}}{T}}}\right)}</annotation>

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</math></span><img src="./_assets_/eb734a37dd21ce173a46342d1cc64c92/e016102bfcdec5eac76845db50cf90b700800ed5.svg" class="mwe-math-fallback-image-inline mw-invert skin-invert" aria-hidden="true" style="vertical-align: -2.505ex; width:44.185ex; height:6.343ex;" alt="{\displaystyle \psi =\exp \left({{\frac {-a_{nm}}{T}}+{\frac {-b_{nm}\cdot T}{T}}+{\frac {-c_{nm}\cdot T^{2}}{T}}}\right)}" loading="lazy"></span>

</p><p>Diese erweiterten Modelle werden als <i>modifizierte</i> UNIFAC-Modelle<sup id="cite_ref-8" class="reference"><a href="#cite_note-8"><span class="cite-bracket">[</span>8<span class="cite-bracket">]</span></a></sup> bezeichnet.

</p>

<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Bedeutung">Bedeutung</h2></div>

<p>UNIFAC (insbesondere die neueren Varianten) ist heute das am häufigsten verwendete Verfahren zur Abschätzung von Stoffgemischdaten. Die Vorhersagen werden bspw. in der <a href="Prozesssimulation" title="Prozesssimulation">Prozesssimulation</a> verwendet, dem heute vorherrschenden Verfahren zur Auslegung und Optimierung chemischer Prozesse, Anlagen und ganzer <a href="Chemiefabrik" title="Chemiefabrik">Fabriken</a>. UNIFAC wird außerdem bei der <a href="Prozesssynthese" title="Prozesssynthese">Prozesssynthese</a> verwendet, bei dem, sehr allgemein formuliert, Stoffe mit bestimmten Eigenschaften für bestimmte Aufgaben gesucht werden. Diese Aufgabe kann bspw. die eines <a href="Schleppmittel" title="Schleppmittel">Schleppmittels</a> für die <a href="Azeotroprektifikation" title="Azeotroprektifikation">Azeotrop-</a> oder <a href="Extraktivrektifikation" title="Extraktivrektifikation">Extraktivrektifikation</a> sein.

</p>

<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Aktuelle_Entwicklungen">Aktuelle Entwicklungen</h2></div>

<p>UNIFAC wird in einer Reihe von Forschungsgruppen genutzt und weiterentwickelt. Aktuelle Entwicklungen (Auswahl) zielen auf

</p>

<ul><li>die Berechnung von <a href="Elektrolyt" title="Elektrolyt">Elektrolyt</a>-haltigen Mischungen<sup id="cite_ref-9" class="reference"><a href="#cite_note-9"><span class="cite-bracket">[</span>9<span class="cite-bracket">]</span></a></sup></li>

<li>die Abschätzung von <a href="Viskosit%C3%A4t" title="Viskosität">Viskositäten</a><sup id="cite_ref-10" class="reference"><a href="#cite_note-10"><span class="cite-bracket">[</span>10<span class="cite-bracket">]</span></a></sup></li>

<li>die Integration von UNIFAC in <a href="Mischungsregel_(Thermodynamik)" title="Mischungsregel (Thermodynamik)">Mischungsregeln</a> für <a href="Zustandsgleichung" title="Zustandsgleichung">Zustandsgleichungen</a> (<a href="PSRK" class="mw-redirect" title="PSRK">PSRK</a>)<sup id="cite_ref-11" class="reference"><a href="#cite_note-11"><span class="cite-bracket">[</span>11<span class="cite-bracket">]</span></a></sup></li>

<li>die Vorhersage von UNIFAC-Wechselwirkungsparametern<sup id="cite_ref-12" class="reference"><a href="#cite_note-12"><span class="cite-bracket">[</span>12<span class="cite-bracket">]</span></a></sup></li>

<li>die Erweiterung des UNIFAC-Modells auf spezielle Stoffgruppen<sup id="cite_ref-13" class="reference"><a href="#cite_note-13"><span class="cite-bracket">[</span>13<span class="cite-bracket">]</span></a></sup></li>

<li>die Ableitung des UNIFAC-Modells zur Vorhersage von Verdampfungsenthalpien und Exzessenthalpien: Gruppenbeitragsmodelle UNIVAP & EBGCM<sup id="cite_ref-14" class="reference"><a href="#cite_note-14"><span class="cite-bracket">[</span>14<span class="cite-bracket">]</span></a></sup></li>

<li>die Überarbeitung von Wechselwirkungsparametern für bestehende Gruppen und die Ergänzung von Wechselwirkungsparametern für neue funktionelle Gruppen, um die Anwendbarkeit und die Qualität des UNIFAC-Modells zu verbessern (<a href="UNIFAC-Konsortium" title="UNIFAC-Konsortium">UNIFAC-Konsortium</a>).</li></ul>

<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Literatur">Literatur</h2></div>

<li id="cite_note-1"><span class="mw-cite-backlink"><a href="#cite_ref-1">↑</a></span> <span class="reference-text">A. Fredenslund, R. L. Jones, J. M. Prausnitz: <i>Group-Contribution Estimation of Activity Coefficients in Nonideal Liquid Mixtures.</i> In: <i>AIChE J.</i> 21(6), 1975, S. 1086–1099.</span>

</li>

<li id="cite_note-2"><span class="mw-cite-backlink"><a href="#cite_ref-2">↑</a></span> <span class="reference-text">Å. Fredenslund, J. Gmehling, P. Rasmussen: <i>Vapor-Liquid Equilibria Using UNIFAC - A Group Contribution Method.</i> Elsevier, Amsterdam 1977.</span>

</li>

<li id="cite_note-3"><span class="mw-cite-backlink"><a href="#cite_ref-3">↑</a></span> <span class="reference-text">A. Bondi: <i>van der Waals Volumes and Radii.</i> In: <i>J.Phys.Chem.</i> 68(3), 1964, S. 441–451.</span>

</li>

<li id="cite_note-4"><span class="mw-cite-backlink"><a href="#cite_ref-4">↑</a></span> <span class="reference-text">R. Wittig, J. Lohmann, J. Gmehling: <i>Vapor-Liquid Equilibria by UNIFAC Group Contribution. 6. Revision and Extension.</i> In: <i>Ind.Eng.Chem.Res.</i> 42(1), 2003, S. 183–188.</span>

</li>

<li id="cite_note-5"><span class="mw-cite-backlink"><a href="#cite_ref-5">↑</a></span> <span class="reference-text">J. Gmehling, B. Kolbe: <i>Thermodynamik.</i> 2. Auflage. VCH-Verlag, Weinheim 1992.</span>

</li>

<li id="cite_note-6"><span class="mw-cite-backlink"><a href="#cite_ref-6">↑</a></span> <span class="reference-text">J. Vidal: <i>Thermodynamique. Méthodes appliquées au raffinage et au Génie Chimique.</i> Editions Technip, 1997.</span>

</li>

<li id="cite_note-7"><span class="mw-cite-backlink"><a href="#cite_ref-7">↑</a></span> <span class="reference-text">Gudrun Wienke: <i>Messung und Vorausberechnung von n-Octanol/Wasser-Verteilungskoeffizienten.</i> Doktorarbeit. Univ. Oldenburg, 1993, S. 1–172.</span>

</li>

<li id="cite_note-8"><span class="mw-cite-backlink"><a href="#cite_ref-8">↑</a></span> <span class="reference-text">U. Weidlich, J. Gmehling: <i>A Modified UNIFAC Model. 1. Prediction of VLE, hE, and γ<sup>∞</sup>.</i> In: <i>Ind.Eng.Chem.Res.</i> 26(7), 1987, S. 1372–1381.</span>

</li>

<li id="cite_note-9"><span class="mw-cite-backlink"><a href="#cite_ref-9">↑</a></span> <span class="reference-text">H.-M. Polka: <i>Experimentelle Bestimmung und Berechnung von Dampf-Flüssig-Gleichgewichten für Systeme mit starken Elektrolyten.</i> Doktorarbeit. Univ. Oldenburg, 1993, S. 1–144.</span>

</li>

<li id="cite_note-10"><span class="mw-cite-backlink"><a href="#cite_ref-10">↑</a></span> <span class="reference-text">Y. Gaston-Bonhomme, P. Petrino, J. L. Chevalier: <i>UNIFAC-VISCO Group Contribution Method for Predicting Kinematic Viscosity: Extension and Temperature Dependence.</i> In: <i>Chem.Eng.Sci.</i> 49(11), 1994, S. 1799–1806.</span>

</li>

<li id="cite_note-11"><span class="mw-cite-backlink"><a href="#cite_ref-11">↑</a></span> <span class="reference-text">T. Holderbaum: <i>Die Vorausberechnung von Dampf-Flüssig-Gleichgewichten mit einer Gruppenbeitragszustandsgleichung.</i> In: <i>Fortschrittsber.</i> VDI Reihe 3, 243, 1991, S. 1–154.</span>

</li>

<li id="cite_note-12"><span class="mw-cite-backlink"><a href="#cite_ref-12">↑</a></span> <span class="reference-text">H. E. Gonzàlez, J. Abildskov, R. Gani, P. Rousseaux, B. Le Bert: <i>A method for prediction of UNIFAC group interaction parameters.</i> In: <i>AIChE J.</i> 53, 2007, S. 1620–1633.</span>

</li>

<li id="cite_note-13"><span class="mw-cite-backlink"><a href="#cite_ref-13">↑</a></span> <span class="reference-text">Y. Zhang, X. Zhang, W. Zhang, H. Qu, W. Wang: <i>Prediction of Solid-Liquid Equilibrium to Synthetic Nitro-Musk by using UNIFAC Group-Contribution Method.</i> In: <i>Huaxue-gongcheng.</i> 33(5), 2005, S. 69–71.</span>

</li>

<li id="cite_note-14"><span class="mw-cite-backlink"><a href="#cite_ref-14">↑</a></span> <span class="reference-text">P. Ulbig: <i>Gruppenbeitragsmodelle UNIVAP & EBGCM. Entwicklung der Gruppenbeitragsmodelle UNIVAP und EBGCM zur Vorhersage thermodynamischer Größen sowie Bestimmung der Modellparameter unter Verwendung evolutionärer Algorithmen.</i> Hannemann-Verlag, 1996, ISBN 3-920088-70-0.</span>

</li>

</ol>

<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Weblinks">Weblinks</h2></div>

<div class="sisterproject" style="margin:0.1em 0 0 0;"><div class="noresize noviewer" style="display:inline-block; line-height:10px; min-width:1.6em; text-align:center;" aria-hidden="true" role="presentation"><span class="mw-default-size" typeof="mw:File"><span title="Commons"></span></span></div><b><span class=""><a class="external text" href="https://commons.wikimedia.org/wiki/Category:UNIFAC?uselang=de"><span lang="en">Commons</span>: UNIFAC</a></span></b> – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien</div>

<ul><li><a rel="nofollow" class="external text" href="http://www.unifac.org/">UNIFAC-Industriekonsortium</a> an der <a href="Carl_von_Ossietzky_Universit%C3%A4t_Oldenburg" title="Carl von Ossietzky Universität Oldenburg">Carl von Ossietzky Universität Oldenburg</a></li>

<li><a rel="nofollow" class="external text" href="http://ddbonline.ddbst.de/UNIFACCalculation/UNIFACCalculationCGI.exe">Berechnung von Aktivitätskoeffizienten in einigen binären Gemischen</a></li>

<li><a rel="nofollow" class="external text" href="http://www.aim.env.uea.ac.uk/aim/info/UNIFACgroups.html">UNIFAC-Strukturgruppen und -Parameter</a></li>

<li><a rel="nofollow" class="external text" href="http://www.ddbst.com/unifacga.html">Strukturgruppeneinteilung für UNIFAC</a></li></ul></div><div><div class="zim-footer">

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</div>

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