双组分溶液的气液相平衡资料ppt课件.ppt

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1、6.2.1.理想溶液的气液相平衡6.2.2.非理想溶液的气液相平衡6.2双组分溶液的气液相平衡双组分理想物系的气液平衡、拉乌尔定律、泡点方程、露点方程、气液相平衡图、挥发度与相对挥发度定义及应用、相平衡方程及应用；1、掌握的内容：非理想物系气液平衡；2、了解的内容：t-x-y图及y-x图，相对挥发度的特点。3、本节难点：6.2.1理想溶液的气液相平衡是指溶液与其上方蒸气达到平衡时气液两相间各组分组成的关系。一、气液相平衡：理想溶液的气液相平衡服从拉乌尔(Raoult)定律。图6-3气液相平衡图1、理想

2、物系的气液相平衡：气相为理想气体、液相为理想溶液的体系，称为理想物系。气相满足理想气体状态方程、道尔顿分压定律：在全部浓度范围内都服从拉乌尔定律的溶液称为理想溶液。2、理想溶液：在组分A、B组成的理想溶液中，则有：只有物性和结构相似，且分子大小也相近的物系才符合拉乌尔定律，如苯－甲苯、甲醇－乙醇、烃类同系物组成的溶液等等。因此对含有A、B组分的理想溶液可以得出：(6-1)二、拉乌尔(Raoult)定律组分的蒸气压等于组分的饱和蒸汽压乘上其液相中的摩尔分数。（6-2)式中：PA,PB——溶液上方A和B两

3、组分的平衡分压，Pa；PAo,PBo——同温度下，纯组分A和B的饱和蒸汽压，Pa；xA,xB——混合液组分A和B的摩尔分率。三、相律温度t、压力P、气相组成y、液相组成x4个。自由度数：在一定的压力下二元物系气液相平衡时，所涉及的变量有：在一定的温度下，如果压力固定（通常蒸馏时压力是一定的），表明在x、y、t三个变量中只要知道一个，其他两个就确定。即：知道x可确定y、t；知道y可确定x、t；知道t可确定x、y；四、相对挥发度1、挥发度：对于纯液体，可以用蒸汽压p大小表示其挥发度。对于混合液中的某一组

4、分i，挥发度i定义为:即溶液中组分挥发度可用它在蒸汽中的分压和与之平衡的液相中的摩尔分数之比表示。2、相对挥发度：显然对理想溶液，根据拉乌尔定律有：即溶液中易挥发组分的挥发度对难挥发组分的挥发度之比。（6-3）由（6-3）得：显然对理想溶液，有：上式表明：理想溶液中组分的相对挥发度等于同温度下两组分的饱和蒸汽压之比。(6-4)五、双组分理想溶液平衡关系的几种常用方法理想物系汽相服从道尔顿分压定律，既总压等于各组分分压之和。在本章中我们研究的是双组分物系。（6-5)式中：P——气相总压，Pa；PA和P

5、B——A，B组分在气相的分压，Pa。1、用饱和蒸汽压来表示：根据拉乌尔定律和道尔顿分压定律，可得泡点方程：（6-6)式（6-6）称为泡点方程，该方程描述平衡物系的温度与液相组成的关系。可得露点方程式：（6-7)式（6-7）称为露点方程式，该方程描述平衡物系的温度与气相组成的关系。纯组分的饱和蒸汽压p0和温度t的关系通常可用安托因（Antoine）方程表示，即：在总压一定的条件下，对于理想溶液，只要溶液的饱和温度已知，查出饱和蒸汽压PA0，PB0，则可以采用式（6-6）的泡点方程确定液相组成xA，采用式

6、（6-7）的露点方程确定与液相呈平衡的气相组成yA。式中A、B、C为组分的安托因常数，可由手册查得，其值因p、t的单位而异。2、温度组成图(t-x-y图)2）、这两条曲线将图形分成三个区域，分别为：曲线②为饱和蒸气线或露点线，可由露点方程得到；1)、图中有两条曲线：曲线①为饱和液体线或泡点线，可由泡点方程得到；液相区——泡点线以下区域；气液共存区——两线所夹区域；过热蒸气区——露点线以上区域；3）、由图可见，气—液两相呈平衡状态时，气—液两相的温度相同，但气相组成大于液相组成，即y>x。4）、若气—液

7、两相组成相同，则气相露点温度大于液相泡点温度。3、y-x图在一定外压下，气相组成y和与之平衡的液相组成x之间的关系，称气液相平衡图。y-x图可通过t-x-y图作出；图6-5苯-甲苯体系的平衡曲线1）对角线y=x为辅助曲线2）y~x曲线上各点具有不同的温度；3）平衡线离对角线越远，挥发性差异越大，物系越易分离。压力增加，平衡温度增高，α下降，平衡线靠近对角线，分离难度大。4）压力对y-x图的影响图6-6苯-甲苯体系的平衡曲线在总压变化不超过20～30%的情况下，y-x曲线变化不超过2%。实验表明：因此，

8、在总压变化不大时，外压对曲线的影响可忽略。4、用相对挥发度表示平衡关系相对挥发度是溶液中两组分挥发度之比：或写成：（6-9）（6-8）α的物理意义：相对挥发度α值的大小，表示气相中两组分的浓度比是液相中浓度比的倍数。所以α值可作为混合物采用蒸馏法分离的难易标志；若α大于1，y>x，说明该溶液可以用蒸馏方法来分离，α越大，A组分越易分离；若α<1，则重新定义轻组分与重组分，使α>1。若α=1，则说明混合物的气相组分与液相组分相等，则普通蒸馏方式将无法分离此