二元系统汽液平衡数据测定专业实验-彭阳峰.pptVIP

化学工程与工艺专业实验 — 二元系统汽液平衡数据的测定 二、实验原理 二、实验原理 Thank you ! * * 1、汽液平衡是最基本的相平衡 2、精馏过程是汽液平衡，精馏操作是获得纯物质的重要手段 3、吸收过程是气液平衡，吸收操作可获得气体产品CO2，或除去气相杂质 来源与背景 一、实验项目的来源与技术背景 1、汽液平衡操作，设计需要准确的汽液平衡数据 2、可以从资料文献中获得一些汽液平衡数据－温度，压力等不完全一致 3、实验测定汽液平衡数据 4、活度系数关联式，PVT方程计算。 来源与背景 一、实验项目的来源与技术背景 1、静态法测定汽液平衡 2、动态法测定汽液平衡 3、其它测定方法 来源与背景 一、实验项目的来源与技术背景 实验原理 容器a液体蒸发为平衡汽相 汽相在b容器中冷却为液体 b中液体沿液相循环线回到a 一段时间后达到平衡 a,b中液体组成不随时间变化 汽相沿汽相循环线流动到b 实验原理 实验原理 Ellis平衡蒸馏釜 总电源开关 上保温按钮 下保温按钮 实验原理 相平衡条件 如何获得醋酸和水的逸度？ 实验原理 改进的Ellis蒸馏器测定汽液平衡数据 适宜于液相和汽相冷凝液都是均相的系统 磁力搅拌用以搅拌液体,防止暴沸 蛇管保证汽液相充分接触,防止闪蒸 上下两部分电热丝保温,防止精馏 醋酸浓度直接用氢氧化钠溶液滴定 技巧与难点 加料 从加料口加入配好的醋酸-水二元溶液 醋酸和水的浓度问题? 浓度与平衡温度的关系? 灵敏温度区域? 加料位置? 从汽相冷凝管处加入溶液的优缺点? 技巧与难点 加热 加热前期要做的准备? 冷却水 磁力搅拌 加热电压的选择? 加热量过大? 加热量过小? 保温电流的选择? 保温温度与溶液沸点的关系? 技巧与难点 温控 加热量调节的要点? 上下保温电流调节的要点? 汽相温度与平衡温度的关系 平衡时温度的标志? 平衡温度与汽液两相醋酸浓度的关系? 技巧与难点 取样 注意液相取样口，汽相取样口，放料口的区别？ 最终取样时的温度和大气压方为平衡温度和平衡压力 取样量：8ml，约半个取样瓶。 做好液相和汽相样品的标记 取样瓶一定盖好盖子。 技巧与难点 分析 用1ml注射器将样品转移到锥形瓶中。 注射器约吸取样品0.2ml，分析天平精确定量。 注意碱式滴定管操作技巧与规范，避免滴定管中产生气泡 酚酞指示剂终点判别的一致性 分析误差要求小于0.5％ 分析结果转化为质量百分含量 技巧与难点 实验结束 首先关闭加热和保温电压，切断电源。 体系温度降低后关闭冷却水。 整理实验仪器和实验台。 四、数据处理的思路与技巧 平衡温度校正－露径校正 温度计指示值 室温 n:温度计暴露部分的读数差 沸点校正 换算到标准大气压下的沸点 实验时大气压 四、数据处理的思路与技巧 平衡浓度的计算 液相mol分数 液相算出温度 汽相mol分数 汽相算出温度 平衡温度 单分子乙酸mol分数 双分子乙酸mol分数 乙酸饱和蒸气压 水饱和蒸气压 乙酸mol分数 乙酸活度系数 水活度系数 四、数据处理的思路与技巧 将 计算结果列表如下： 将计算结果与附录1表格中数据所作的图相比较，比较实验误差 四、数据处理的思路与技巧 按照附录1的数据，作等压二元相图 注意纵坐标和横坐标的选取 注意横坐标上同时为液相和汽相醋酸浓度 注意曲线的光滑程度 可电脑或手工作图 将实验点标注在所作的图上 四、数据处理的思路与技巧 醋酸－水二元系统汽液平衡数据的关联 醋酸在汽相中存在单分子，两分子，三分子的缔合体共存 醋酸在液相中仅考虑单分子体 汽相中醋酸单分子体和液相醋酸单分子体平衡 直接测定只能获得汽相中醋酸总量 考虑纯醋酸的汽相缔合，计算二分子缔合，忽略三分子缔合 四、数据处理的思路与技巧 醋酸－水二元系统汽液平衡数据的关联 汽相表观组成与真实组成的关系 解一元二次方程 四、数据处理的思路与技巧 醋酸－水二元系统汽液平衡数据的关联 缔合平衡常数 汽液平衡关系 四、数据处理的思路与技巧 醋酸－水二元系统汽液平衡数据的关联 醋酸缔合平衡常数与温度T的关系 由组分逸度系数定义 考虑实际情况，可得： 解一元二次方程可得η10 四、数据处理的思路与技巧 醋酸－水二元系统汽液平衡数据的关联 由平衡时组分逸度相等的原理，可得： 1）关于实验报告的书写与规范 2）关于数据图表的统一要求 数据图表可手工绘制、可计算机作图，图纸尺寸为15cm* 15cm左右，粘贴于报告页； 数据图表应包括的基本信息：图表标题、坐标名称、坐标单位、实验点、曲线、日期、绘图者； 坐标的选择应满足：①自变量为横坐标、因变量为纵坐标；②坐标的分度应与实验数据的有效数字位数相同；③选择合适的坐标起始点，使标绘的图线居中；④坐标刻度统一朝内（计算机作