使用基于 PC-SAFT 状态方程的经典密度泛函理论预测非极性溶剂中的溶剂化自由能
化学物理
2021-07-07 v1 统计力学
摘要
我们提出一种用于计算溶剂化自由能的预测性密度泛函理论（DFT）。我们的方法基于与扰动链 SAFT（PC-SAFT）状态方程一致的 Helmholtz 自由能泛函。这允许基于 PC-SAFT 链段的非均匀密度对溶剂进行粗粒化描述。另一方面，溶质通过原子级 Lennard-Jones 相互作用位点被完整描述。该方法是完全预测性的，因为它仅以溶剂的 PC-SAFT 参数和溶质的力场参数作为输入，不涉及可调参数或经验修正。该框架被应用于研究正构烷烃的自溶剂化以及二元溶剂混合物中剩余化学势的计算。我们的 DFT 方法准确预测了三种不同溶剂中小分子溶质的溶剂化自由能。此外，我们显示计算所得溶剂化自由能与分子动力学模拟所得结果以及由体相 PC-SAFT 状态方程计算的剩余化学势吻合良好。我们观察到对于具有显著溶质-溶剂库仑相互作用的体系，溶剂化自由能偏差较高。
引用
@article{arxiv.2103.12617,
title = {Predicting Solvation Free Energies in Non-Polar Solvents using Classical Density Functional Theory based on the PC-SAFT equation of state},
author = {Johannes Eller and Tanja Matzerath and Thijs van Westen and Joachim Gross},
journal= {arXiv preprint arXiv:2103.12617},
year = {2021}
}