化工热力学课件第4章相平衡和化学平衡

追求至善凭技术开拓市场，凭管理增 创效益 ，凭服 务树立 形象。 2020年 12月1 5日星 期二上 午8时4 8分52 秒08:4 8:522 0.12. 15
严格把控质量关，让生产更加有保障 。2020 年12 月上午8 时48 分20.12 .1508 :48De cemb er 15, 2020
牢记安全之责，善谋安全之策，力务 安全之 实。20 20年1 2月15 日星期 二8时4 8分52 秒Tues day, December 15, 2020
相信相信得力量。20.12.152020年 12月15 日星期 二8时 48分5 2秒20. 12.15
谢谢大家！
踏实，奋斗，坚持，专业，努力成就 未来。 20.12. 1520. 12.15 Tuesd ay, December 15, 2020
ln 1
A12
A12
A21 x1
x2 A21
x2
2
对称活度系数
及
ln
1
A12
ln
' 1
A12
A12
A21 x1
x2 A21
x2
2
1
气液平衡关系和溶解度的计算
情况③：有机蒸汽在水中的溶解 利用恒温下实测的双组分系统气液平衡数据求取。但是低
浓度情况下的实测数据非常少，所以常需要使用经验公式。
气液平衡关系和溶解度的计算
情况②：溶解度大的气体一般不遵循亨利定律 如:氨、氯、SO2 等在水中的吸收,计算通常用经验公式，或用或度系数法：
溶质：
fˆ1
py1ˆ1g
H
1
* 1
x1
非对称活度系数
溶 剂：
fˆ2 py2ˆ2g p2s2s 2 x2
ln
' 1
ln 1
ln
1
用 van Laar 方程：
ln Hi p
T ,x0
Vi RT
ln Hi
ln
H
pt i
Vi RT
p pt
ln Hi
ln
H
pt i
1 RT
p pt
Vi
dp
fˆi
Hi
xi
Hi
fˆi xi
ln
fˆi xi
ln
H
pt i
Vi RT
p pt
压力不大
的稀溶液
当体系的温度远低于 溶剂的临界温度时， 可以假设 Vi 与压力 无关。
例如： 丙酮蒸汽（x＜0.01，T=15～45℃）： log H 7.580 2390
T
乙醇蒸汽（x＜0.01，T=20～80℃）：
log
H
7.165
2040 T
压力对气体溶解度的影响
溶质i在无限稀 释溶液中的偏
ln
fˆi
p
Vi l RT
T , x
Hi
lim
x0
fˆi xi
摩尔体积
气液平衡关系和溶解度的计算
气液相平衡关系式： fiG fiL
情况①：低压下，稀溶液
Hi 的数值与溶质、溶剂的性质和 体系的温度有关，可查： 《Perry化学工程手册》
P yi pi Hi xi
亨利定律
当气体总压超过5atm，被吸收组分的分压大于1atm时，即使是 难溶气体，也不符合亨利定律。
x A1
P p1s 1 xA1 p2s 2 1 xA1
p1
p1 p
Yes
No
调整 TA
气液相平衡
特点：在系统压力下，气体组分的泡点远低于系统温度， 是不可凝气体。平衡液相组成实际上是气体在溶剂中的 溶解度。
§1 气液平衡关系和溶解度的计算 §2 压力对气体溶解度的影响 §3 温度对气体溶解度的影响
加强交通建设管理，确保工程建设质 量。08 :48:5 208:4 8:520 8:48T uesda y, December 15, 2020
安全在于心细，事故出在麻痹。20.1 2.152 0.12.1 508:4 8:520 8:48: 52Dec embe r 15, 2020
踏实肯干，努力奋斗。2020年12月1 5日上 午8时4 8分20. 12.15 20.12 .15
参比态为 x→0
pt≈pssolv
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温度对气体溶解度的影响
气体的溶解熵
ln
x
1 i
SiL
S
G i
T1 ln
xi
R
T
此式的使用条件是液相中气 体溶解度较小的体系，且温 度变化范围不大。
溶解熵的数值需要由实验数据关联。 有关溶解度的数据可从下列文献中得到：
1、Solubility Data Series 2、J of Phy. & Chem. Ref. Data
弄虚作假要不得，踏实肯干第一名。 08:48: 5208: 48:52 08:48 12/15 /2020 8:48:52 AM
安全象只弓，不拉它就松，要想保安 全，常 把弓弦 绷。20 .12.15 08:48 :5208 :48D ec-201 5-Dec -20
化学反应平衡简介
树立质量法制观念、提高全员质量意 识。20 .12.15 20.12 .15Tu esday , December 15, 2020
人生得意须尽欢，莫使金樽空对月。 08:48: 5208: 48:52 08:48 12/15 /2020 8:48:52 AM
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相平衡和化学平衡
研究相平衡的意义
研究相平衡的意义
共沸物系相平衡
二元共沸物系相图 二元共沸物的计算
二元共沸物系相图
正
●
偏
差
物
系
负
偏
差
物
系
●
最低沸点共沸物
●
●
最高沸点共沸物
二元共沸物系的x-y图
最低共沸物体系
最高共沸物体系
●
●
戊烷—丙酮
van Laar 常数： A12=1.3906，A21=1.7432
作业标准记得牢，驾轻就熟除烦恼。 2020年 12月1 5日星 期二8 时48分5 2秒08 :48:5 215 December 2020
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丙酮—三氯甲烷
van Laar 常数： A12= -0.8640，A21= -0.5889
二元共沸物的计算
计算二元共沸物组成的基本公式:
组分1的饱和蒸气
压
1,2
K1 K2
p1s 1 p2s 2
1
液体活度系 数
1 2
p2s p1s
输出结果
设TA
pis
ln
1
ln
2
ln
p2s p1s