二元气液平衡数据测定_实验指导书.doc

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1、化工专业实验报告实验名称：二元气液平衡数据的测定实验人员：同组人：实验地点：实验时间：班级：学号：指导教师：实验成绩：二元气液平衡数据的测定一、实验目的1．测定苯—正庚烷二元体系在常压下的气液平衡数据2．通过实验了平衡釜的结构，掌握气液平衡数据的测定方法和技能3．应用Wilson方程关联实验数据二、实验原理与循环法测定气液平衡数据的平衡釜基本原理相同，如下图所示，体系达到平衡时，两个容器的组成不随时间变化，这时从A和B两容器中取样分析，可得到一组平衡数据。当达到平衡时，除了两相的压力和温度分别相等外，每一组分的化学位也相等，即逸度相等，其热力学基本关系为：fiL=

2、fiV……………………………………….(1)φipyi=γifi0xi常压下，气相可视为理想气体，再忽略压力对液体逸度的影响，fi=pi0从而得出低压下气液平衡关系为：pyi=γipi0xi…………………………………(2)式中，p——体系压力（总压）；pi0——纯组分I在平衡温度下饱和蒸汽压，可用安托尼（Antoine）公式计算；xi、yi——分别为组分I在液相和气相中的摩尔分率；γi——组分i的活度系数。由实验测得等压下气液平衡数据，则可用………………………………..(3)计算出不同组成下的活度系数。本实验中活度系数和组成关系采用Wilson方程关联。Wilso

3、n方程为：lnγ1=-ln………(4)lnγ2=-ln………(5)Wilson方程二元配偶参数和采用非线形最小二乘法,由二元气液平衡数据回归而得。目标函数选为气相组成误差的平方和,即F=(y1实-y1计)2j+(y2实-y2计)2j…………………………………(6)三、实验装置和试剂1．平衡釜一台（平衡釜的选择原则：易于建立平衡、样品用量少、平衡温度测定准确、气相中不夹带液滴、液相不返混及不易暴沸等。本实验采用气液双循环的小平衡釜，其结构如图2所示）2．阿贝折射仪一台3．超级恒温槽一台4．50-100十分之一的标准温度计一支、0-50十分之一的标准温度计一支5．所用

4、试剂（苯、正庚烷）为优级品。6．1ml注射器十支、5ml注射器三支。四、实验步骤1.开启超级恒温槽，调温度至测定折射率所需温度25℃或30℃1.测温套管中倒入甘油，将标准温度计插入套管中，并在其露出部分中间固定一支温度计，对温度进行校正2.查整个系统的气密性，以保证实验装置具有良好的气密性，将气压球与三通管连接好，与大气相通，用手压瘪气压球，然后开启气压球所连小阀直通系统，抽气使设备处于负压状态，U型管压力计的液面升起，在一定值下停止。注意操作不能过快，以免将U型管液体抽入系统。关闭气压球所连小阀，停10分钟，U型管内液体位差不下降为合格。开启气压球所连小阀调节三

5、通阀，使系统直通大气。3.于实验测定的是常压下的气液平衡数据，读取当天实验室的大气压值。4.平衡釜内加入一定浓度的苯—正庚烷混合液约20—30毫升，打开冷却水，安放好加热器，接通电源。开始时加热电流给到0.1A加热，5分钟后给到0.2A，再等5分钟后慢慢调到0.25A左右即可，以平衡釜内液体能沸腾为准。冷凝回流液控制在每秒2—3滴，稳定回流15分钟左右，以建立平衡状态。5.到平衡后，需要记录下两个温度计的读数，并用微量注射器分别取两相样品2毫升，用阿贝折射仪测定其折射率，并在本实验给定的苯的组成—折射率曲线上确定样品的组成。关掉电源，拿下加热器，釜液停止沸腾。6.

6、注射器从釜中取出2～5毫升的混合液，然后加入同量的一种纯物质，重新加热建立平衡。加入那种物质，可以依据你上一次的平衡温度而定，以免实验点分布不均。本实验是降温操作，取出的混和液5毫升，加入苯7毫升，实验重复5次。7.实验完毕，关掉电源和水源，处理实验数据。五、实验数据处理及结论（一）实验条件及给定数据①实验条件实验温度：25.5℃大气压：101.19Kpa②纯组分在常压下的沸点苯：80.4℃正庚烷：98.4℃③水银温度计检定结果表1：水银温度计显示值及修正值对应表（实验给定）温度示值（℃）50556065707580859095100修正值（℃）0.010.070

7、.100.120.090.050.080.070.070.090.08④苯和正庚烷纯物料的Antoine常数表2：纯物料的安托尼常数组分ABCt范围（℃）苯6.879871196.76219.16115～84正庚烷6.893861264.37216.643～127（二）苯—正庚烷混合液气液平衡数据的测定实验原始数据表3苯—正庚烷混合液测定实验沸点温度，以及气（苯含量）液平衡组成组号主温度t主/℃辅助温度tS/℃汽相液相折射率nymol%折射率nxmol%187.823.01.421452.01.406737.2284.023.51.440667.21.425955

8、.2382