二元气液平衡数据测定【DOC精选】.docVIP

化工专业实验报告 实 验名 称： 二元系统气液平衡数据测定 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、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由表一的数据做出如下直线 图1 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x2 70.