二元理想溶液的气液相平衡ppt课件.ppt

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1、1.理想物系第二节二元理想溶液的气、液相平衡一、理想物系气、液相平衡液相为理想溶液，服从拉乌尔(Raoult)定律；汽相为理想气体，服从道尔顿分压定律。理想溶液（idealsolution）是指溶液中各分子之间的作用力相同，从宏观上来看，在组分混合时没有体积效应和热效应，在全部浓度范围内，均符合拉乌尔定律。理想气体(idealgas)是指气体分子为一质点，分子仅具有质量但自身体积为零，分子间无作用力。内容： 在一定温度下，稀溶液中溶剂的蒸气压等于纯溶剂的蒸气压乘以溶剂的摩尔分数。其数学表达式为：第二节二元理想溶液的气、液相平衡对二元理想物系：2.拉乌尔定律（Rao

2、ult's law）真正的二元理想物系在自然界是不存在的，但当形成液相混合物的组分分子具有相似的结构，且分子量很相近时，可以认为是理想溶液。当压力较低(如300以下)而温度又不很低时，汽相可认为是理想气体，此时拉乌尔及道尔顿定律均可适用。二、低压下的汽、液相平衡关系第二节二元理想溶液的气、液相平衡沸点：纯物质液态的蒸汽压等于某一外界压力时的温度，称为沸点，即沸腾温度。纯物质从开始沸腾到全部气化，温度不变。泡点：液相混合物在某一外界压力下开始沸腾时的温度，称为泡点。液相混合物从开始沸腾到全部气化，温度不断变化。露点：气相混合物在某一外界压力下开始冷凝时的温度，称为露

3、点。气相混合物从开始冷凝到全部液化，温度不断变化。1.沸点、泡点、露点的概念第二节二元理想溶液的气、液相平衡2.泡点方程(bubble-pointequation)第二节二元理想溶液的气、液相平衡当汽、液两相达到平衡时:泡点方程p-t-x关系上式表示了低压下二元物系的p-t-x关系，即在一定压力下，饱和溶液组成与其泡点之间的关系，因此式常称为低压下的泡点方程。A、B、C为安托因常数，可由相关的手册查到。3.泡点方程的应用(1)已知体系压力、溶液的泡点可由上式计算液相组成；(2)已知体系压力、溶液组成计算溶液的泡点，需试差。(3)已知溶液组成、溶液的泡点计算体系压力

4、。纯组分A、B的饱和蒸汽压与温度的关系，通常用安托因（Antoine）方程表示：第二节二元理想溶液的气、液相平衡4.露点方程（Dew-pointequation）第二节二元理想溶液的气、液相平衡当汽、液两相达到平衡，且汽相可看作理想气体时:而所以露点方程P-t-y第二节二元理想溶液的气、液相平衡(1)已知体系压力、气相露点可由上式计算气相组成；(2)已知体系压力、气相组成计算气相的露点，需试差；(3)已知气相组成、气相露点计算体系压力。或露点方程5.露点方程的应用表示成更一般的形式：6.相平衡方程(GasLiquidEquilibrium)当汽、液两相达到平衡时：

5、第二节二元理想溶液的气、液相平衡A组分的相平衡常数第二节二元理想溶液的气、液相平衡测得苯-甲苯二元精馏塔塔顶气相的温度为82℃，气相中苯的摩尔组成为0.95，试求该塔塔顶的操作压力。苯及甲苯的饱和蒸汽压P0A，P0B可按下述安托因（Antoine）公式计算，即：式中t──系统的温度，℃；po──饱和蒸汽压，mmHg;[例10-1]第二节二元理想溶液的气、液相平衡已知某苯—甲苯二元精馏塔塔底的操作压力为ll0kPa，测得塔底温度为110℃、试求塔底液相组成。[例10-2]第二节二元理想溶液的气、液相平衡已知苯一甲苯精馏塔进料段压力为105kPa，进料中含苯50％(摩

6、尔)，如欲使进料在泡点下加入塔内，试求进料温度。[例10-3]三、高压下的汽、液相平衡关系第二节二元理想溶液的气、液相平衡1.高压下的相平衡方程对高压下组分为A，B的二元混合物,相平衡方程：第二节二元理想溶液的气、液相平衡相平衡常数K的计算（1）用热力学方法计算为纯液体A的逸度，可按下式计算─A于温度t和下的逸度系数；─A于温度t和p下的逸度系数；式中─纯液体A于温度t时的摩尔体积。第二节二元理想溶液的气、液相平衡φ是对比温度，对比压力的函数，对比温度是指式中T、Tc──系统的温度和组分的临界温度，K。对比压力是指式中P，Pc──系统的压力(或饱和蒸气压)和临界压

7、力第二节二元理想溶液的气、液相平衡（2）由相平衡常数图（K线图）查取第二节二元理想溶液的气、液相平衡第二节二元理想溶液的气、液相平衡KA,KB---高压下组分A，B的相平衡常数因为所以对高压下组分为A，B的二元混合物，由相平衡方程：2.高压下泡点方程泡点方程p-t-x第二节二元理想溶液的气、液相平衡3.高压下泡点方程的应用因为所以由泡点方程(1)已知系统压力和溶液的泡点可由上式计算液相组成；(2)已知系统压力、液相组成计算溶液的泡点，需试差；(3)已知液相组成、溶液的泡点计算体系压力，需试差。第二节二元理想溶液的气、液相平衡4.高压下露点方程对高压下组分为A，B的

8、二元混合物