Gas–liquid phase equilibrium in ionic fluids: Coulomb versus non-Coulomb interactions

Abstract

Using the collective variables theory, we study the effect of competition between Coulomb and dispersion forces on the gas-liquid phase behaviour of a model ionic fluid, i.e. a charge-asymmetric primitive model with additional short-range attractive interactions. Both the critical parameters and the coexistence envelope are calculated in a one-loop approximation as a function of the parameter α measuring the relative strength of the Coulomb to short-range interactions. We found the very narrow region of α bounded from the both sides by tricritical points which separates the models with "nonionic" and "Coulombic" phase behaviour. This is at variance with the result of available computer simulations where no tricritical point is found for the finely-discretized lattice version of the model.Використовуючи теорiю колективних змiнних, вивчається вплив конкуренцiї кулонiвських i дисперсiйних сил на фазову поведiнку газ–рiдина модельного iонного плину, а саме, зарядоасиметричної примiтивної моделi з додатковими короткосяжними притягальними взаємодiями. Отримано в однопетлевому наближеннi критичнi параметри i кривi спiвiснування в залежностi вiд параметра α, який вимiрює силу кулонiвської взаємодiї по вiдношенню до короткосяжної взаємодiї. Знайдено дуже вузьку область α, обмежену з обох сторiн трикритичними точками, яка вiдокремлює моделi з “неiонною” i “кулонiвською” фазовою поведiнкою. Цей результат вiдрiзняється вiд наявного результату комп’ютерного моделювання, отриманого для дрiбнодискретизованої граткової версiї моделi, що розглядається.