二元气液平衡数据测定

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1、化工专业实验报告采用三号黑体字，左对齐。数字和字母用TimesNewRoman字体。采用三号黑体字，左对齐。下同。实验名称：二元系统气液平衡数据测定学生名单序号用长号学院：化学工程学院专业：化学工程与工艺班级：化工09－1班姓名：黄康康学号：09402010128序号：26同组者姓名：董孝石戴梨勇孙吉群指导教师：周国权日期：2012年3月19日一、实验目的1、了解和掌握用双循环气液平衡器测定二元系统气液平衡数据的方法。2、了解缔合系统气液平衡数据的关联方法，从实验测得的T-p-x-y数据计算各组分的活度系数。3、通过实验了解平衡釜的构造，掌握气液平衡数据的测定方法和技能。4、

2、掌握二元系统气液平衡相图的绘制。二、实验原理以循环法测定气液平衡数据的平衡釜类型虽多，但基本原理相同，如图1所示。当体系达到平衡时，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，即可得到一组平衡数据。当达到平衡时，除两相的温度和压力分别相等外，每一组分化学位也相等，即逸度相等，其热力学基本关系为：（1）常压下，气相可视为理想气体，；再忽略压力对流体逸度的影响，从而得出低压下气液平衡关系式为：pyi=γi（2）式中，p——体系压力（总压）；——纯组分i在平衡温度下的饱和蒸汽压，可用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

3、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。Wilson方程为：lnγ1=－ln(x1+Λ12x2)+x2(－)（4）lnγ1=－ln(x2+Λ21x1)+x1(－)（5）Wilson方程二元配偶函数Λ12和Λ21采用高斯—牛顿法，由二元气液平衡数据回归得到。目标函数选为气相组成误差的平方和，即=（6）三、实验装置与流程示意图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、液相输送不返混及不易爆沸等。本实验用双循环的小型平衡釜，其结构如图

4、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、0-50十分之一标准温度计一支5．所用试剂（无水甲醇、异丙醇）为分析纯试剂6.1ml注射器、5ml注射器三支四、实验步骤1、测五组二元系统气液平衡标准数据2、测温套管中倒入甘油，将标准温度计插入套管中，并将其露出部分中间固定一支温度计，对温度进行校正3、查整个系统的气密性，以保证实验装置具有良好的气密性，用与系统相连的100毫升针筒与系统相连，并使系统与大气隔绝，针筒缓缓抽出一点压力，硅油U型管中的两个液注差不变时（说明系统是密闭的），然后再通大气4、平衡釜内加入一定浓度的无水甲醇-异丙醇混

5、合溶液约20-30ml，打开冷却水，安放好加热器，接通电源。开始时缓慢加热，冷凝回流液控制在每秒2~3滴。稳定地回流约15分钟，以建立平衡状态5、达平衡后，需要记录下温度计的读数，并用微量注射器分别取气相样品，测定其折射率，对照标准曲线得出汽相组成6、依次加入同量的一种纯物质5ml，重新建立平衡，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、实验注意事项1、在注射纯物质时要缓慢注入以免溅出，不能用水洗涤仪器2、在温度维持恒定时要再加热5分钟保证确实达到平衡六、实验数据1、原始数据2、数据处理表1：二元系统气液平衡标准数据甲醇摩尔分率异丙醇摩尔分率折光率1.001.

6、33290.90.11.34110.80.21.34180.70.31.34900.60.41.35410.50.51.35870.40.61.36320.30.71.36820.20.81.37160.10.91.375201.01.3807由表一的数据做出如下直线图1甲醇组成－折光率标准图表2：实验测定混合液两相平衡数据及根据上图的数据查得如下表格温度/℃气相折射率气相甲醇的摩尔分率y1气相异丙醇的摩尔分率y2液相折射率液相甲醇的摩尔分率x1液相异丙醇的摩尔分率x270.801.34980.67380.32621.35840.48930.510771.311.35070.

7、65450.34551.35950.46570.534371.521.35220.62230.37771.36040.44630.553771.891.35250.61590.38411.36250.40130.598772.201.35350.59440.40561.36300.46090.5391查表得表三如下：组分ABC无水甲醇7.205871582.271239.726异丙醇6.866341360.183197.593根据安托尼(Antoine)公式，lg(Ps/Kpa)=A-B/(C+t/℃)