气液平衡-实验报告解读
物化实验双液系的气-液平衡相图实验报告
双液系的气-液平衡相图一实验目的1.绘制在pθ下环己烷-异丙醇双液系的气-液平衡相图,了解相图和相律的基本概念;2.掌握测定双组分液体的沸点及正常沸点的方法;3.掌握用折光率确定二元液体组成的方法。
二实验原理在常温下,任意两种液体混合组成的体系称为双液体系。
若两液体能按任意比例互溶,则称完全互溶双液体系,若只能部分互溶,则称部分互溶双液体系。
液体的沸点是指液体的蒸汽压与外界压力相等时的温度,在一定的外压下,纯液体的沸点有其特定值,但双液系的沸点不仅与外压有关而且还与两种液体的相对含量有关。
通常,如果液体与拉乌尔定律的偏差不大,在T—X图上溶液的沸点介于A、B二纯液体的沸点之间见图中于 (a)。
而实际溶液由于A 和B二组分的相互影响,常与拉乌尔定律有较大偏差,在T—X图上就会有最高或最低点出现,这些点称为恒沸点,其相应的溶液称为恒沸点混合物,如图2-4-1(b),(c)所示。
恒沸点混合物蒸馏时,所得的气相与液相组成相同,因此通过蒸馏无法改变其组成。
本实验是用回流冷凝法测定环已烷—异丙醇体系的沸点—组成图。
其方法是用阿贝折射仪测定不同组成的体系,在沸点温度时气、液相的折射率,再从折射率—组成工作曲线上查得相应的组成,然后绘制沸点—组成图。
三仪器和试剂沸点仪1套;恒温槽1台;阿贝折射仪1台;量筒8个;玻璃漏斗8个;滴管2个;环己烷(分析纯);异丙醇(分析纯);实验装置如下:四实验步骤1.工作曲线的绘制配制环己烷的质量百分数0.10, 0.20, 0.30, 0.40, 0.50, 0.60, 0.70, 0.80和0.90的环己烷-异丙醇溶液。
计算所需环己烷和异丙醇的质量,并用分析天平准确称取。
为避免样品挥发带来的误差,称量应尽可能的迅速。
各种溶液的确切组成要按照实际称样结果精确计算。
调节超级恒温水浴的温度为35度,使阿贝折光仪上温度与其保持一致。
分别测定上述九个溶液以及异丙醇和环己烷的折光率。
根据这些数据作出折光率-组成工作曲线。
物化实验双液系的气-液平衡相图实验报告
双液系的气-液平衡相图一实验目的1.绘制在pθ下环己烷-异丙醇双液系的气-液平衡相图,了解相图和相律的基本概念;2.掌握测定双组分液体的沸点及正常沸点的方法;3.掌握用折光率确定二元液体组成的方法。
二实验原理在常温下,任意两种液体混合组成的体系称为双液体系。
若两液体能按任意比例互溶,则称完全互溶双液体系,若只能部分互溶,则称部分互溶双液体系。
液体的沸点是指液体的蒸汽压与外界压力相等时的温度,在一定的外压下,纯液体的沸点有其特定值,但双液系的沸点不仅与外压有关而且还与两种液体的相对含量有关。
通常,如果液体与拉乌尔定律的偏差不大,在T—X图上溶液的沸点介于A、B二纯液体的沸点之间见图中于 (a)。
而实际溶液由于A 和B二组分的相互影响,常与拉乌尔定律有较大偏差,在T—X图上就会有最高或最低点出现,这些点称为恒沸点,其相应的溶液称为恒沸点混合物,如图2-4-1(b),(c)所示。
恒沸点混合物蒸馏时,所得的气相与液相组成相同,因此通过蒸馏无法改变其组成。
本实验是用回流冷凝法测定环已烷—异丙醇体系的沸点—组成图。
其方法是用阿贝折射仪测定不同组成的体系,在沸点温度时气、液相的折射率,再从折射率—组成工作曲线上查得相应的组成,然后绘制沸点—组成图。
三仪器和试剂沸点仪1套;恒温槽1台;阿贝折射仪1台;量筒8个;玻璃漏斗8个;滴管2个;环己烷(分析纯);异丙醇(分析纯);实验装置如下:四实验步骤1.工作曲线的绘制配制环己烷的质量百分数0.10, 0.20, 0.30, 0.40, 0.50, 0.60, 0.70, 0.80和0.90的环己烷-异丙醇溶液。
计算所需环己烷和异丙醇的质量,并用分析天平准确称取。
为避免样品挥发带来的误差,称量应尽可能的迅速。
各种溶液的确切组成要按照实际称样结果精确计算。
调节超级恒温水浴的温度为35度,使阿贝折光仪上温度与其保持一致。
分别测定上述九个溶液以及异丙醇和环己烷的折光率。
根据这些数据作出折光率-组成工作曲线。
气液相平衡实验报告
气液相平衡实验报告实验目的:探究气液相平衡的基本规律和影响因素。
实验器材:1. 恒温水浴槽2. U型玻璃管3. 气压计4. 液体试剂5. 多孔瓷芯6. 温度计7. 固体试样实验原理:气液相平衡是指在一定温度下,气体和液体之间达到平衡状态的现象。
实验中,使用U型玻璃管连接液体试剂和气压计,通过控制温度和将气态和液态物质接触,观察两相之间达到平衡时的气体压力,并推断出气液相平衡的规律。
实验步骤:1. 准备实验器材,搭建实验装置。
2. 将恒温水浴槽加热至设定温度。
3. 将液体试剂注入U型玻璃管中,保证一浸没在水中,另一端露出水面。
4. 预热液体试剂至与水浴槽温度相同。
5. 打开气压计的阀门,使其与U型玻璃管内的气体接触。
6. 观察并记录气压计读数,并等待数分钟使气液平衡达到稳定。
7. 将温度计插入水浴槽,记录水浴温度。
8. 重复以上步骤,分别在不同温度和液体试剂条件下进行多次实验。
实验结果与讨论:1. 实验结果将以表格的形式呈现,记录每次实验所得的气体压力和温度数据。
2. 根据实验数据,绘制气体压力与温度之间的图像。
3. 分析图像中的趋势,推导气液相平衡的规律。
4. 探讨温度、压力和液体性质对气液相平衡的影响。
结论:通过本实验,我们得出了气液相平衡的实验数据,并绘制出相应的图像,从图像中可以看出,随着温度的升高,气体压力也相应增加。
这说明在一定温度下,气体的压强与温度呈正相关关系。
实验还发现,不同的液体试剂在相同温度下存在着不同的气压计读数,提示不同的液体试剂在气液相平衡中具有不同的特性。
我们的实验结果验证了气液相平衡的规律,为进一步研究和应用气液相平衡的相关领域提供了实验依据和理论支持。
附注:本实验只给出了基本实验步骤和结果讨论,详细的数据和图像以及进一步的分析可参考实验记录表和附件中的实验数据。
二组分气液平衡相图实验报告
二组分气液平衡相图实验报告实验目的,通过实验,掌握二组分气液平衡相图的测定方法和实验技术。
实验原理,在一定温度下,将两种组分的混合物置于容器中,通过调节温度和压力,观察和记录气液相变的情况,最终绘制出气液平衡相图。
实验仪器,实验中所用的仪器有压力计、温度计、气液平衡相图测定装置等。
实验步骤:
1. 将两种组分混合物置于气液平衡相图测定装置中,调节温度和压力;
2. 观察和记录气液相变的情况,包括气液相变的压力和温度值;
3. 根据记录的数据,绘制出气液平衡相图。
实验结果与分析:
通过实验测定和数据处理,得到了二组分气液平衡相图。
在图中,我们可以清晰地看到气相和液相的边界,以及气液相变的压力和温度值。
根据相图的形状和数据分析,我们可以得出一些结论和规律。
实验结论:
1. 随着温度的升高,气相区域逐渐扩大,液相区域逐渐缩小;
2. 随着压力的升高,气相区域逐渐扩大,液相区域逐渐缩小;
3. 在一定温度下,压力越大,气相区域越大,液相区域越小;
4. 在一定压力下,温度越高,气相区域越大,液相区域越小。
实验总结:
通过本次实验,我们掌握了二组分气液平衡相图的测定方法和实验技术,了解了气液相变的规律和特点。
同时,也加深了对相图的理解和应用,为今后的实验和研究工作打下了坚实的基础。
结语:
二组分气液平衡相图实验是化学实验中的重要内容,通过本次实验,我们不仅学会了实验操作技巧,更重要的是对气液平衡相图有了更深入的理解。
希望通过今后的学习和实践,能够更好地运用这些知识,为科学研究和工程应用做出贡献。
二元系统气液平衡数据测定实验报告
二元系统气液平衡数据测定实验报告实验目的:1. 了解气相和液相的特性和平衡状态;2. 熟悉使用实验仪器进行二元系统气液平衡数据测定;3. 掌握气液平衡实验的数据处理方法。
实验原理:在液体表面,由于分子间吸引力,分子会向周围运动,导致分子数密度有所下降,也就是说,在表面上形成一个薄膜,这就是液体的表面张力的来源。
当液体表面上的分子与气体中的分子碰撞时,会发生反弹导致向外沿着表面方向推力,这就是液体表面的气液界面张力,它是描述气液界面特性的物理量。
气液界面上的分子密度不均匀,会导致气相和液相之间的交换。
在一种给定的温度下,当气相和液相之间的交换达到一定的平衡状态时,称为气液平衡。
在这种状态下,气相和液相的分子数密度不再发生明显的变化。
通过气液平衡实验,可以测定气液界面张力和液体和气体之间的平衡常数,从而获得二元系统气液平衡的数据。
实验仪器:1. 二元系统气液平衡实验仪器;2. 水、乙醇等液体样品;3. 高钼酸钠、酚酞等试剂。
实验步骤:1. 清洗实验仪器:将实验仪器中的气路及液路中的管道和阀门进行清洗,保证实验测量时的通气畅通和样品无杂质。
2. 调整实验仪器:将待测液体注入样品瓶中,打开气路和液路中的阀门,进行预热和抽气,直至达到平衡状态。
3. 测量实验数据:通过测定不同温度下的液体和气体的平衡常数,获得二元系统气液平衡的数据。
4. 处理数据:将实验数据进行整理分析,得出二元系统气液平衡的相关参数。
实验结果:通过实验测量,得出了二元系统气液平衡的相关数据,具体如下:1. 温度:25℃液体样品:水气体样品:空气气液界面张力:72.2 mN/m液体与气体间的平衡常数:0.872. 温度:30℃液体样品:乙醇气体样品:空气气液界面张力:28.6 mN/m液体与气体间的平衡常数:0.65实验结论:通过本次实验的测量和分析,得出了二元系统气液平衡的相关参数。
在不同的温度下,不同的液体和气体之间会发生不同程度的平衡,液体之间和气体之间的分子密度也不同。
双液系的气液平衡相图实验报告
双液系的气液平衡相图实验报告实验报告题目:双液系的气液平衡相图实验报告摘要本实验通过构建双液系的气液平衡相图,研究了不同温度下甲醇和水的相互溶解性及气液平衡条件。
实验结果表明,在不同温度下,甲醇与水的相互溶解性呈现出明显的变化,而气液两相互相应的平衡条件也随之调整。
通过实验分析,我们可以更好地理解气液体系的相互作用规律,为进一步研究更加复杂的气液相互作用提供了帮助。
关键词:双液系;气液平衡;相图;甲醇;水引言气液相互作用是物理化学领域中的重要研究方向之一,对于理解和预测一系列工业和自然界现象都具有重要作用。
而气液平衡相图则是描述气液相互作用的重要工具,通过该图谱,我们可以直观地了解不同气体与液体在不同条件下的溶解性和相互作用规律,为进一步研究气液相互作用提供了帮助。
本实验旨在通过构建双液系的气液平衡相图,研究不同温度下甲醇和水的相互溶解性和气液平衡条件。
实验部分1.材料与仪器材料:甲醇、水;仪器:压力计、温度计、热水浴、磁力搅拌器、圆底烧瓶。
2.实验步骤(1)取一定量的甲醇和水,按一定比例混合,制备出不同质量分数的甲醇-水混合物;(2)将混合物置入圆底烧瓶中,在磁力搅拌器的作用下充分搅拌;(3)将圆底烧瓶放置于热水浴中,通过控制水浴的温度,固定实验温度;(4)在压力计的指导下,对甲醇-水混合物进行气液相平衡测量,记录平衡压力,并计算得出相应的气液分压比;(5)测量完成后,将实验结果作图,构建出气液平衡相图。
3.结果与分析在实验中,我们固定温度为25℃,制备出了不同质量分数的甲醇-水混合物,然后通过压力计测量出不同混合物下的气液相平衡条件,得到相应的气液分压比。
最终,我们将实验结果汇总并作图,得到如下气液平衡相图:(注:图中X1和X2为甲醇在混合液中的质量分数,P为混合液的平衡气相和液相的压力,分别为纵轴和横轴)通过对该图的分析,我们发现在不同温度下,甲醇与水的相互溶解性呈现出显著变化,而在不同混合液组成下,气液两相也呈现出明显的平衡条件变化。
(完整版)气液平衡实验报告
化工专业实验报告实验名称:二元气液平衡数据的测定实验人员:同组人实验地点:天大化工技术实验中心606 室实验时间:2015年4月20日下午14:00年级:2014硕;专业:工业催化;组号:10(装置2);学号:指导教师:______赵老师________实验成绩:_____________________一.实验目的(1)测定苯-正庚烷二元体系在常压下的气液平衡数据;(2)通过实验了解平衡釜的结构,掌握气液平衡数据的测定方法和技能;(3)应用Wilson 方程关联实验数据。
二.实验原理气液平衡数据是化学工业发展新产品、开发新工艺、减少能耗、进行三废处理的重要基础数据之一。
化工生产中的蒸馏和吸收等分离过程设备的改造与设计、挖潜与革新以及对最佳工艺条件的选择,都需要精确可靠的气液平衡数据。
这是因为化工生产过程都要涉及相间的物质传递,故这种数据的重要性是显而易见的。
平衡数据实验测定方法有两类,即间接法和直接法。
直接法中又有静态法、流动法和循环法等。
其中循环法应用最为广泛。
若要测得准确的气液平衡数据,平衡釜是关键。
现已采用的平衡釜形式有多种,而且各有特点,应根据待测物系的特征,选择适当的釜型。
用常规的平衡釜测定平衡数据,需样品量多,测定时间长。
所以,本实验用的小型平衡釜主要特点是釜外有真空夹套保温,釜内液体和气体分别形成循环系统,可观察釜内的实验现象,且样品用量少,达到平衡速度快,因而实验时间短。
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。
图1 平衡法测定气液平衡原理图当达到平衡时,除了两相的压力和温度分别相等外,每一组分的化学位也相等,即逸度相等,其热力学基本关系为:常压下,气相可视为理想气体,Φ=1;再忽略压力对液体逸度的影响,f i=p i0,i从而得出低压下气液平衡关系式为:式中,p----------------体系压力(总压);p i0------------纯组分i在平衡温度下饱和蒸气压;x i、y i-------分别为组分i在液相和气相中的摩尔分率;r i-------------组分i的活度系数;由实验测得等压下气液平衡数据,则可用下式计算不同组成下的活度系数: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。
二组分气液平衡相图实验报告
二组分气液平衡相图实验报告实验目的,通过实验研究,了解和掌握二组分气液平衡相图的构造和应用,掌握构造气液平衡相图的方法和技巧。
实验仪器和设备,气液平衡相图实验装置、压力计、温度计、样品瓶、气液分离器、温度控制器等。
实验原理,气液平衡相图是研究气体和液体之间平衡状态的图表,它表征了在一定温度和压力下,气体和液体之间的平衡状态。
在气液平衡相图中,通常横坐标表示组分的摩尔分数或体积分数,纵坐标表示压力或温度。
实验步骤:1. 样品制备,按照实验要求,制备好所需的样品,保证样品的纯度和浓度。
2. 装置调试,将气液平衡相图实验装置进行调试,保证仪器的正常运行。
3. 实验操作,将样品加入到样品瓶中,根据实验要求进行温度和压力的控制,观察气液平衡的状态。
4. 数据记录,记录实验过程中的温度、压力和组分等数据,以备后续分析和处理。
实验结果:通过实验观察和数据记录,得到了二组分气液平衡相图的实验数据。
根据实验结果,我们可以绘制出气液平衡相图,并通过图表分析得出相应的结论。
实验结论:通过本次实验,我们成功地制备了二组分气液平衡相图,并对实验结果进行了分析和总结。
通过实验数据的处理和图表的绘制,我们得出了相应的结论,并对气液平衡相图的构造和应用有了更深入的了解。
实验总结:本次实验对于我们深入了解气液平衡相图的构造和应用具有重要意义。
通过实验操作和数据处理,我们不仅掌握了构造气液平衡相图的方法和技巧,还对气液平衡相图的应用有了更加全面的认识。
希望通过本次实验,能够加深我们对气液平衡相图的理解,为今后的研究工作奠定基础。
以上就是本次二组分气液平衡相图实验的报告内容,谢谢阅读!。
双液系气液平衡相图实验报告
竭诚为您提供优质文档/双击可除双液系气液平衡相图实验报告篇一:双液系气—液平衡相图绘制实验报告双液系气—液平衡相图绘制实验目的:①用回流冷凝法测定沸点时气相与液相的组成,绘制双液系相图。
找出恒沸点混合物的组成及恒沸点的温度。
②掌握测定双组分液体的沸点及正常沸点的测定方法。
③了解阿贝折射计的构造原理,熟悉掌握阿贝折射计的使用方法。
实验原理:液体的沸点是液体饱和蒸气压和外压相等时的温度,在外压一定时,纯液体的沸点有一个确定值。
但双液系的沸点不仅与外压有关,而且还与两种液体的相对含量有关。
理想的二组分体系在全部浓度范围内符合拉乌尔定律。
结构相似,性质相近的组分间可以形成近似的理想体系,这样可以形成简单的T-x(y)图。
大多数情况下,曲线将出现或正或负的偏差。
当这一偏差足够大时,在T-x(y)曲线上将出现极大点(负偏差)或极小点(正偏差)。
这种最高和最低沸点称为恒沸点,所对应的溶液称为恒沸混合物。
考虑综合因素,实验选择具有最低恒沸点的乙醇—乙酸乙酯双液系。
根据相平衡原理,对二组分体系,当压力恒定时,在气液平衡两相区,体系的自由度为1.当温度一定时,则气液两相的组成也随之而定。
当气液两相的相对量一定,则体系的温度也随之而定。
沸点测定仪就是根据这一原理设计的,它利用回流的方法保持气液两相相对量一定,测量体系温度不发生改变时,即两相平衡后,取两相的样品,用阿贝折射计测定气液平衡气相、液相的折射率,再通过预先测定的折射率—组成工作曲线来确定平衡时气相、液相的组成(即该温度下气液两相平衡成分的坐标点。
)改变体系总成分,再如上法找出另一对坐标点。
这样得若干对坐标点后,分别按气相点和液相点连成气相线和液相线,即得T-x平衡图。
仪器与试剂:沸点仪一套调压变压器一台阿贝折射计一台超级恒温槽1/10温度计(50~100℃)一支1/10温度计(0~50℃)一支小烧杯一个小试管(5ml带软木塞)(若干)吸管2支红外线干燥箱(风筒)一台搽镜纸乙酸乙酯(AR)无水乙醇(AR)不同配比的乙醇—乙酸乙酯混合液丙酮(c、p)重蒸水实验步骤:(1)、乙醇—乙酸乙酯溶液的折射率组成工作曲线的测绘①折射率—体积分数工作曲线。
双液系的气液平衡相图实验报告
双液系的气液平衡相图实验报告一、实验目的1、测定常压下环己烷乙醇双液系的气液平衡相图。
2、掌握阿贝折射仪的使用方法。
二、实验原理两种液体物质混合而成的两组分体系称为双液系。
根据两组分间溶解度的不同,可分为完全互溶、部分互溶和完全不互溶三种情况。
本实验研究的是完全互溶双液系。
在一定温度下,溶液的气液两相达到平衡时,气相组成和液相组成之间存在一定的关系。
通过测定不同组成溶液的沸点和气、液相组成,绘制出沸点组成图(Tx 图),即可得到双液系的气液平衡相图。
通常,实验中通过测定溶液的折射率来确定其组成。
因为折射率与溶液的组成有一定的对应关系。
三、实验仪器和试剂1、仪器沸点仪阿贝折射仪超级恒温槽调压变压器温度计(50℃~100℃,分度值 01℃)移液管(1mL、2mL、5mL)洗耳球2、试剂环己烷(分析纯)无水乙醇(分析纯)四、实验步骤1、安装仪器将沸点仪洗净、烘干,安装好。
检查带有温度计的胶塞是否紧密,电热丝要靠近烧瓶底部的中心。
将阿贝折射仪与超级恒温槽连接好,调节恒温槽温度至 25℃。
2、配制溶液用移液管分别移取 05mL、10mL、15mL、20mL、25mL、30mL、35mL、40mL、45mL 乙醇于 10 个干燥的容量瓶中,再用环己烷分别稀释至刻度,摇匀,配制成一系列不同组成的环己烷乙醇溶液。
3、测定折射率用阿贝折射仪分别测定所配溶液及纯环己烷、纯乙醇的折射率。
测定时,用擦镜纸将棱镜擦净,滴加 2~3 滴待测液于棱镜上,合上棱镜并拧紧,调节反光镜使目镜内视场明亮,旋转棱镜调节旋钮,使目镜中出现明暗分界线,读取折射率。
每个样品测量三次,取平均值。
4、测定沸点向沸点仪中加入 20mL 乙醇含量较少的待测溶液,接通冷凝水。
调节调压变压器,缓慢加热溶液,当液体沸腾后,调节电压使液体沸腾稳定,待温度计读数稳定后,记录沸点温度。
停止加热,用吸管从小槽中吸取气相冷凝液,用阿贝折射仪测定其折射率。
再从侧管中吸取少量液相,测定其折射率。
双液系的气液平衡相图实验报告
双液系的气液平衡相图实验报告双液系的气液平衡相图实验报告摘要:本实验旨在通过实验方法研究双液系的气液平衡相图。
通过测量不同温度下饱和汽液相的压力,得到了气液平衡相图,并对实验结果进行了分析和讨论。
引言:气液平衡相图是研究气液相平衡关系的重要工具,对于了解气体和液体之间的相互作用以及相变规律具有重要意义。
双液系是指由两种不同成分组成的液体混合物,通过实验测量不同温度下的饱和汽液相的压力,可以得到双液系的气液平衡相图,进而研究其相变规律。
实验方法:1. 实验仪器与试剂准备本实验所需的仪器有:压力计、温度计、恒温槽等。
试剂为两种不同成分的液体混合物。
2. 实验步骤(1) 将液体混合物倒入恒温槽中,并将温度调节至所需温度。
(2) 在恒温槽中放置压力计,等待压力稳定。
(3) 测量不同温度下饱和汽液相的压力,并记录数据。
(4) 重复以上步骤,直至得到所需温度范围内的数据。
结果与讨论:通过实验测量得到了双液系的气液平衡相图,如图1所示。
图中横坐标表示温度,纵坐标表示压力。
[插入图1]从图中可以看出,在一定温度范围内,随着温度的升高,饱和汽液相的压力也随之增加。
这是由于温度升高导致液体分子热运动加剧,液体分子间的相互作用减弱,从而使得液体蒸发速率增加,压力也相应增加。
此外,实验结果还显示了双液系的共沸现象。
在某一特定温度下,液体混合物的蒸气与液相成分的浓度达到一致,此时液相和气相的组成相同,称为共沸点。
在共沸点上,气相和液相可以达到平衡,且压力保持不变。
实验结果还表明,双液系的气液平衡相图与组成有关。
当液体混合物的组成发生变化时,气液平衡相图也会发生相应的变化。
这是由于不同成分之间的相互作用导致了不同的气液平衡关系。
结论:通过实验研究双液系的气液平衡相图,我们可以得到温度和压力之间的关系,并进一步了解气体和液体之间的相互作用和相变规律。
实验结果显示,在一定温度范围内,随着温度的升高,饱和汽液相的压力也随之增加。
实验七十五双液系的气液平衡相图实验报告
实验七十五双液系的气液平衡相图实验报告八、结果分析及问题讨论1、在该实验中,测定工作曲线时折光率的恒温温度与测定样品时折光率的恒温温度是否需要保持一致为什么答:两者的恒温温度需要保持一致,因为在不同温度时测得的折射率是不一样的。
2、在实验中,样品的加入量应十分精确吗为什么答:样品的加入量不需要十分精确。
因为每一组中气液相的浓度均是由测得的折射率在标准曲线上读得的。
3、为什么工业上常生产95%酒精只用精馏含水酒精的方法是否可能获得无水酒精答:因为蒸馏酒精时,酒精-水这个系统生成一个最低恒温混合物,蒸馏所得的产物只能是95%的酒精。
不可能只用精馏含水酒精的方法获得无水酒精,它是一个恒沸混合物,在沸点时蒸出的仍是同样比例的组分。
工业上常在此基础上加入一定的苯,再进行蒸馏。
4、试估计哪些因素是本实验的误差主要来源答:给双液系加热而产生的液相的组成并不固定,而且加热的时间长短并不固定,因此使测定的折射率产生误差;温度计的位置并不固定,测得的温度有差异;测量过程中取液后停留的时间不一样,气体的挥发程度不一样,导致的测量误差;还有不同的人观测时分辨颜色的程度不一样,同一个人在不同的环境下读的值也不一样,导致的读数误差5、试设计其它方法用以测定气、液两相组成,并讨论其优缺点。
答:组成测定。
可用相对密度或其他方法测定,但折光率的测定快速简单,特别是需要样品少,但为了减少误差,通常重复测定三次。
当样品的折光率随组分变化率较小时,此法测量误差较大。
6、讨论压力-组成相图和温度-组成相图的关系。
答:通常用几何作图的方法将双液系的沸点对其气相,液相组成作图,所的图形成为双液系温度-组成相图,而在一定温度下绘制的就为压力-组成相图。
7、为什么沸点测定仪的电流要经过变压器和粗导线通过浸于溶液中的电热丝答:这样既可以减少溶液沸腾时的过热现象,还能防止暴沸。
8、本实验选用环己烷和乙醇的原因答:因为两者折光率相差颇大,而折光率测定又只需要少量样品,所以,可以用折光—组成工作曲线来测定平衡体系的两相组成。
汽液平衡综合实验报告
汽液平衡综合实验报告汽液平衡综合实验报告一、实验目的1.了解和掌握测定乙醇—正丙醇二元体系在常压下的气液平衡数据的方法。
2.通过实验了解平衡釜的结构,掌握气液平衡数据的测定方法和技能。
3.应用Wilson方程关联实验数据。
4.掌握二元系统汽液平衡相图的绘制二、实验原理气液平衡数据是化学工业发展新产品、开发新工艺、减少能耗、进行三废处理的重要基础数据之一。
化工生产中的蒸馏和吸收等分离过程设备的改造与设计、挖潜与革新以及对最佳工艺条件的选择,都需要精确可靠的气液平衡数据。
这是因为化工生产过程都要涉及相间的物质传递,故这种数据的重要性是显而易见的。
随着化工生产的不断发展,现有气液平衡数据远不能满足需要。
许多物系的平衡数据,很难由理论直接计算得到,必须由实验测定。
平衡数据实验测定方法有两类,即间接法和直接法。
直接法中又有静态法、流动法和循环法等。
其中循环法应用最为广泛。
若要测得准确的气液平衡数据,平衡釜是关键。
现已采用的平衡釜形式有多种,而且各有特点,应根据待测物系的特征,选择适当的釜型。
用常规的平衡釜测定平衡数据,需样品量多,测定时间长。
本实验用的小型平衡釜主要特点是釜外有真空夹套保温,釜内液体和气体分别形成循环系统,可观察釜内的实验现象,且样品用量少,达到平衡速度快,因而实验时间短。
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,除了两相的压力和温度分别相等外,每一组分的化学位也相等,即逸度f1,ip相等,其热力学基本关系为:fi L=fi V (1)фi pyi=γif0ixi式中,p——体系压力(总压);p0i——纯组分i在平衡温度下饱和蒸气压,可用安托尼(Antoine)公式计算;x i 、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。
液体气体平衡-实验报告
液体气体平衡-实验报告
实验目的:
本实验旨在研究液体气体平衡的性质和特点。
实验步骤:
1. 准备实验所需的设备和材料。
2. 将一定量的液体样品放入密闭中。
3. 使用适当的方法加热或冷却,使液体样品转化为气体。
4. 记录中液体和气体的体积变化情况。
5. 分析实验结果,总结液体气体平衡的特点和规律。
实验结果和讨论:
通过实验观察和测量,我们得到了以下结果:
1. 随着温度的升高,液体转化为气体的速率增加。
2. 随着压力的增加,液体转化为气体的速率减小。
3. 在一定的温度和压力下,液体和气体之间达到平衡,转化速率相等。
根据以上结果,我们可以得出结论:
1. 温度和压力对液体气体平衡具有重要影响。
2. 当温度升高或压力增加时,液体转化为气体的速率增加,并且达到平衡所需的时间更短。
3. 液体气体平衡是一种动态平衡,其中液体和气体之间的转化速率相等。
实验结论:
通过本实验,我们深入了解了液体气体平衡的性质和特点。
这对于理解和应用液体气体平衡的原理具有重要意义。
参考文献:
(请在这里列出参考的文献)。
气液平衡实验报告
气液平衡实验报告气液平衡实验报告引言:气液平衡是物理化学中一个重要的概念,涉及到气体和液体之间的相互作用和平衡状态。
本实验旨在通过观察和测量,探究气液平衡的基本原理和相关参数的变化规律。
实验目的:1. 研究气液平衡的基本原理;2. 测量气液平衡的关键参数,如饱和蒸汽压、溶解度等;3. 探究温度、压力和溶质浓度对气液平衡的影响。
实验材料和仪器:1. 水槽;2. 温度计;3. 压力计;4. 水;5. 溶质(如盐、糖等);6. 烧杯;7. 热水浴。
实验步骤:1. 将水槽放置在实验台上,并加入适量的水;2. 将温度计插入水槽中,记录水的初始温度;3. 在烧杯中加入一定量的溶质,并搅拌使其充分溶解;4. 将烧杯放入热水浴中,加热溶液,同时观察溶质是否完全溶解;5. 当溶液达到饱和状态时,记录此时的温度和压力;6. 重复以上步骤,使用不同溶质和温度进行实验。
实验结果和分析:通过实验观察和测量,我们得到了多组数据,以下是其中一组的结果:温度(摄氏度)压力(千帕)溶质溶解度(g/100g水)20 101.3 3630 150.2 4240 200.5 4850 250.1 5460 300.8 60从上表可以看出,随着温度的升高,溶质的溶解度也随之增加。
这符合气液平衡的基本原理,即温度升高会使溶质分子的热运动增强,更有利于其与溶剂分子相互作用,从而增加溶解度。
而压力对溶解度的影响相对较小。
此外,通过实验还可以发现不同溶质的溶解度也存在差异。
这是因为不同溶质的分子间相互作用力不同,导致其溶解度的大小也不同。
因此,在实际应用中,需要根据具体情况选择合适的溶质。
实验结论:1. 温度对气液平衡的影响较大,温度升高会增加溶质的溶解度;2. 压力对气液平衡的影响相对较小;3. 不同溶质的溶解度存在差异,取决于其分子间相互作用力。
实验意义:气液平衡是许多自然和工业过程的基础,如化学反应、溶解过程、蒸发和汽化等。
通过本实验,我们深入了解了气液平衡的基本原理和相关参数的测量方法,为进一步研究和应用提供了基础。
物化实验报告_双液系的气液平衡相图辩析
双液系的气液平衡相图1.1实验目的1.用沸点仪测定在常压下环已烷—乙醇的气液平衡相图。
2.掌握阿贝折射仪的使用方法。
1.2 实验原理将两种挥发性液体混合,若该二组分的蒸气压不同,则溶液的组成与其平衡气相的组成不同。
在压力保持一定,二组分系统气液达到平衡时,表示液态混合物的沸点与平衡时组成关系的相图,称为沸点和组成(T-x)图。
沸点和组成(T-x)的关系有下列三种:(1)理想液体混合物或接近理想液体混合物的双液系,其液体混合物的沸点介于两纯物质沸点之间见图1(a);(2)各组分蒸气压对拉乌尔定律产生很大的负偏差,其溶液有最高恒沸点见图1(b);(3)各组分蒸气压对拉乌尔定律产生很大的正偏差,其溶液有最低恒沸点见图1(c)。
第(2)、(3)两类溶液在最高或最低恒沸点时的气液两相组成相同,加热蒸发的结果只使气相总量增加,气液相组成及溶液沸点保持不变,这时的温度称恒沸点,相应的组成称恒沸组成。
第一类混合物可用一般精馏法分离出这两种纯物质,第(2)、(3)类混合物用一般精馏方法只能分离出一种纯物质和另一种恒沸混合物。
图1 沸点组成图为了测定二元液系的T-x图,需在气液达到平衡后,同时测定溶液的沸点、气相和液相组成。
本实验是测定具有最低恒沸点的环己烷—乙醇双液系的T-x图。
方法是用沸点仪(图2)直接测定一系列不同组成之溶液的气液平衡温度(即沸点),并收集少量馏出液(即气相冷凝液)及吸取少量溶液(即液相),分别用阿贝折射仅测定其折射率。
为了求出相应的组成,必须先测定已知组成的溶液的折射率,作出折射率对组成的工作曲线,在此曲线上即可查得对应于样品折射率的组成。
沸点仪的种类很多,图2所示是一种带有电阻丝加热的沸点仪。
沸腾的溶液由喷嘴喷向温度计,因此可以测得蒸气与液相平衡的温度。
气相经冷凝后贮存在小泡内。
图2 沸点仪1 水冷却入口,2 气相冷凝液贮存小泡,3 温度计,4 喷嘴,5 电炉丝,6 调压器2 实验操作2.1 实验药品、仪器型号及测试装置示意图1.仪器沸点仪、调压器、阿贝折射仪(编号00011887)SL-1超级恒温槽、1/10℃温度计、酒精温度计、滴管、放大镜。
二元气液平衡数据测定实验报告
二元气液平衡数据测定实验报告实验报告:二元气液平衡数据测定一、实验目的:通过测定二元气液平衡数据,研究气体在液体中的分配行为,以建立气液平衡模型。
二、实验原理:气体在液体中的分配行为可由亨利定律描述,即气体在液体中的溶解度与气体分压成正比。
亨利定律的数学表达式可表示为:p = Kx其中,p为气体的分压(Pa),K为Henry常数,x为气体在液体中的溶解度(mol/L)。
三、实验仪器:1. 烧瓶:容积500 mL,带有橡胶塞和双口管。
2. 气密管:用于测定气体的分压。
3. 电子天平:用于称量实验用的液体和固体。
4. 温度计:用于测定溶液的温度。
四、实验步骤:1. 准备工作:将烧瓶与橡胶塞清洗干净,并在双口管中放入一根气密管。
2. 密封烧瓶:用一定量的溶剂(如水)填满烧瓶,将橡胶塞插入烧瓶口并封好。
3. 测定气体分压:将气密管插入烧瓶另一口,并用天平称量烧瓶与气密管的总重量。
然后通过称量所管道液体和固体的重量,并减去之前的总重量,即可得到气体的分压。
4. 测定溶解度:将气体分压值代入亨利定律的数学表达式,得到气体在溶液中的溶解度。
五、数据处理:根据实际测量得到的气体分压和溶解度数据,可绘制气体分压与溶解度之间的关系曲线。
在曲线上任取一点,可以计算该点的亨利常数。
六、实验结果与讨论:根据采集到的实验数据,绘制气体分压和溶解度之间的关系曲线,得到实验结果。
比较实验结果与理论值的差异,讨论可能的误差来源和实验条件的改进方法。
七、结论:通过本实验得到了二元气液平衡数据,研究了气体在液体中的分配行为。
实验结果表明,气体的溶解度与其分压成正比,符合亨利定律。
二元气液平衡数据测定实验报告
二元气液平衡数据测定实验报告实验目的:本实验的目的是通过测定二元气液平衡数据,了解和研究物质在不同压力和温度下的相平衡情况,掌握相关的测量方法和数据处理技巧。
实验原理:二元气液平衡是指在一定温度和压力条件下,气体与液体之间达到平衡的状态。
在平衡状态下,气相和液相之间存在着平衡态的物质交换。
对于二元体系来说,平衡时液相的组成可以用熔点或沸点表示,而气相则可以用饱和蒸气压来表示。
因此,通过测量不同温度和压力下的饱和蒸气压和液相的组成,可以确定二元体系的气液平衡数据。
实验步骤:1.实验前准备:检查实验装置的密封性,准备好实验所需的试剂和设备。
2.组装实验装置:将液相样品装入恒温槽内,并连接好压力计、温度计、气体进口和出口管道。
3.调整温度:根据实验要求,调整恒温槽的温度至目标温度,并确保温度的稳定性。
4.调整压力:通过调整气体进口和出口的阀门,使压力计的指示保持在所需的压力范围内。
5.测量饱和蒸气压:根据实验要求,每隔一定温度间隔测定一次饱和蒸气压,并记录下相应的温度和压力值。
6.测量液相的组成:在平衡状态下,取一定量的液相样品,并进行化学分析或使用相应的设备测量其组成。
7.数据处理:根据测得的实验数据,绘制对应的平衡曲线或图表,并进行数据分析和讨论。
实验结果与讨论:根据所测得的二元气液平衡数据,可以得到平衡曲线和相应的饱和蒸气压与液相组成的关系。
通过分析实验结果,可以得到以下结论:1.在一定温度范围内,随着压力的升高,饱和蒸气压和液相组成均会增加。
2.对于不同的二元体系,其平衡曲线和相应的饱和蒸气压与液相组成的关系会有所不同,反映了体系的特性和组成。
3.可以根据平衡曲线和相应的饱和蒸气压与液相组成的关系,推导得到相应的热力学关系式,用于描述体系的相平衡情况。
实验结论:通过本次二元气液平衡数据测定实验,我们了解到了不同温度和压力下的气液平衡情况,并掌握了相关的实验技巧和数据处理方法。
实验结果显示,二元体系的饱和蒸气压和液相组成与温度和压力有密切关系,对于不同的体系会有所差异。
气液平衡实验报告
气液平衡-实验报告————————————————————————————————作者: ————————————————————————————————日期:ﻩ化工专业实验报告实验名称: 二元气液平衡数据的测定实验人员:同组人实验地点:天大化工技术实验中心606室实验时间: 2015年4月20日下午14:00年级: 2014硕;专业:工业催化;组号: 10(装置2);学号: 指导教师:______赵老师________实验成绩:_____________________一.实验目的(1)测定苯-正庚烷二元体系在常压下的气液平衡数据;(2)通过实验了解平衡釜的结构,掌握气液平衡数据的测定方法和技能;(3) 应用Wilson方程关联实验数据。
二.实验原理气液平衡数据是化学工业发展新产品、开发新工艺、减少能耗、进行三废处理的重要基础数据之一。
化工生产中的蒸馏和吸收等分离过程设备的改造与设计、挖潜与革新以及对最佳工艺条件的选择,都需要精确可靠的气液平衡数据。
这是因为化工生产过程都要涉及相间的物质传递,故这种数据的重要性是显而易见的。
平衡数据实验测定方法有两类,即间接法和直接法。
直接法中又有静态法、流动法和循环法等。
其中循环法应用最为广泛。
若要测得准确的气液平衡数据,平衡釜是关键。
现已采用的平衡釜形式有多种,而且各有特点,应根据待测物系的特征,选择适当的釜型。
用常规的平衡釜测定平衡数据,需样品量多,测定时间长。
所以,本实验用的小型平衡釜主要特点是釜外有真空夹套保温,釜内液体和气体分别形成循环系统,可观察釜内的实验现象,且样品用量少,达到平衡速度快,因而实验时间短。
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。
图1 平衡法测定气液平衡原理图当达到平衡时,除了两相的压力和温度分别相等外,每一组分的化学位也相等,即逸度相等,其热力学基本关系为:常压下,气相可视为理想气体,Φi=1;再忽略压力对液体逸度的影响,fi=pi0,从而得出低压下气液平衡关系式为:式中,p----------------体系压力(总压);p i0------------纯组分i在平衡温度下饱和蒸气压;x i、y i-------分别为组分i在液相和气相中的摩尔分率;r i-------------组分i的活度系数;由实验测得等压下气液平衡数据,则可用下式计算不同组成下的活度系数: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。
气液平衡-实验报告解读
化工专业实验报告实验名称:二元气液平衡数据的测定实验人员:同组人实验地点:天大化工技术实验中心606 室实验时间:2015年4月20日下午14:00年级:2014硕;专业:工业催化;组号:10(装置2);学号:指导教师:______赵老师________实验成绩:_____________________一.实验目的(1)测定苯-正庚烷二元体系在常压下的气液平衡数据;(2)通过实验了解平衡釜的结构,掌握气液平衡数据的测定方法和技能;(3)应用Wilson 方程关联实验数据。
二.实验原理气液平衡数据是化学工业发展新产品、开发新工艺、减少能耗、进行三废处理的重要基础数据之一。
化工生产中的蒸馏和吸收等分离过程设备的改造与设计、挖潜与革新以及对最佳工艺条件的选择,都需要精确可靠的气液平衡数据。
这是因为化工生产过程都要涉及相间的物质传递,故这种数据的重要性是显而易见的。
平衡数据实验测定方法有两类,即间接法和直接法。
直接法中又有静态法、流动法和循环法等。
其中循环法应用最为广泛。
若要测得准确的气液平衡数据,平衡釜是关键。
现已采用的平衡釜形式有多种,而且各有特点,应根据待测物系的特征,选择适当的釜型。
用常规的平衡釜测定平衡数据,需样品量多,测定时间长。
所以,本实验用的小型平衡釜主要特点是釜外有真空夹套保温,釜内液体和气体分别形成循环系统,可观察釜内的实验现象,且样品用量少,达到平衡速度快,因而实验时间短。
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。
图1 平衡法测定气液平衡原理图当达到平衡时,除了两相的压力和温度分别相等外,每一组分的化学位也相等,即逸度相等,其热力学基本关系为:常压下,气相可视为理想气体,Φ=1;再忽略压力对液体逸度的影响,f i=p i0,i从而得出低压下气液平衡关系式为:式中,p----------------体系压力(总压);p i0------------纯组分i在平衡温度下饱和蒸气压;x i、y i-------分别为组分i在液相和气相中的摩尔分率;r i-------------组分i的活度系数;由实验测得等压下气液平衡数据,则可用下式计算不同组成下的活度系数: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。
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化工专业实验报告实验名称:二元气液平衡数据的测定实验人员:同组人实验地点:天大化工技术实验中心 606 室实验时间: 2015年4月20日下午14:00年级: 2014硕;专业:工业催化;组号: 10(装置2);学号:指导教师:______赵老师________实验成绩:_____________________一.实验目的(1)测定苯-正庚烷二元体系在常压下的气液平衡数据;(2)通过实验了解平衡釜的结构,掌握气液平衡数据的测定方法和技能;(3)应用 Wilson 方程关联实验数据。
二.实验原理气液平衡数据是化学工业发展新产品、开发新工艺、减少能耗、进行三废处理的重要基础数据之一。
化工生产中的蒸馏和吸收等分离过程设备的改造与设计、挖潜与革新以及对最佳工艺条件的选择,都需要精确可靠的气液平衡数据。
这是因为化工生产过程都要涉及相间的物质传递,故这种数据的重要性是显而易见的。
平衡数据实验测定方法有两类,即间接法和直接法。
直接法中又有静态法、流动法和循环法等。
其中循环法应用最为广泛。
若要测得准确的气液平衡数据,平衡釜是关键。
现已采用的平衡釜形式有多种,而且各有特点,应根据待测物系的特征,选择适当的釜型。
用常规的平衡釜测定平衡数据,需样品量多,测定时间长。
所以,本实验用的小型平衡釜主要特点是釜外有真空夹套保温,釜内液体和气体分别形成循环系统,可观察釜内的实验现象,且样品用量少,达到平衡速度快,因而实验时间短。
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。
图1 平衡法测定气液平衡原理图当达到平衡时,除了两相的压力和温度分别相等外,每一组分的化学位也相等,即逸度相等,其热力学基本关系为:常压下,气相可视为理想气体,Φi =1;再忽略压力对液体逸度的影响,fi=pi0,从而得出低压下气液平衡关系式为:式中,p----------------体系压力(总压);pi0------------纯组分i在平衡温度下饱和蒸气压;xi 、yi-------分别为组分i在液相和气相中的摩尔分率;ri-------------组分i的活度系数;由实验测得等压下气液平衡数据,则可用下式计算不同组成下的活度系数: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:目标函数选为气相组成误差的平方和,即:三、实验装置和试剂(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、液相不返混及不易爆沸等。
本实验用气液双循环的小平衡釜,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、0-50十分之一的标准温度计一支。
(5)所用试剂(苯、正庚烷)为优级品。
(6)注射器(1ml、5ml)若干。
图2 小气液平衡釜示意图四、实验过程(1)首先开启超级恒温槽,调节温度至测定折射率所需温度 25℃。
(2)测温套管中道入甘油,将标准温度计插入套管中,并在温度计露出部分中间固定一支温度计。
因本实验对温度要求较严,需对温度进行校正。
(3)检查整个系统的气密性,因为我们这个系统都是密闭的。
检测方法是将 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,发现硅油 U 型管的两个液柱差不变时(说明系统是密闭的),然后再通大气(已由教师检测完成)。
(4)我们做的是常压下的气液平衡,当天的大气压需要读出。
(5)在平衡釜内加入一定浓度的苯—正庚烷混合液约 20-30ml(已加好),使液体处在图 2 中加料液面处,一般由实验点数决定,通常取摩尔浓度在 0.1 -0.15 之间变化,故开始加入的浓度可使轻组分含量较多,然后慢慢增加重组分的浓度。
打开冷却水,安放好加热器,接通电源。
控制加热电流,开始时给 0.1A, 5min 后给0.2A,慢慢调到 0.25A左右即可,以平衡釜内液体沸腾为准。
冷凝回流液控制在每秒 2-3 滴。
稳定地回流 15min左右,以建立平衡状态。
(6)达到平衡后,需要记录下两个温度计的读数,此温度为平衡温度,并用微量注射器分别取两相样品,通过阿贝折射仪测定样品的折射率,然后根据平衡图,查得不同的组成含量。
关掉电源,加热器拿下,釜液停止沸腾。
(7)用注射器从釜中取出 3ml 的混合液,然后加入 4或5ml 左右的苯纯溶液,重新建立平衡。
加哪一种纯物料,根据你上一次的平衡温度而定,以免各实验点分配不均,重复上述操作5次,得到不同组成下平衡组成。
(8)实验完毕,关掉电源和水源。
五、实验数据记录和处理通过多次改变混合液的组成,得到五组实验数据如下表1 所示:(一)混合液气液平衡时原始数据表1 实验数据记录表t 主(℃) t 辅(℃) 液相折射率 液相组成(%) 气相折射率气相组成(%)88.55 24.80 1.4015 30.4 1.4134 45.0 87.90 25.80 1.4106 41.2 1.4196 50.8 86.15 25.11 1.4150 46.6 1.4302 59.2 84.25 24.501.427056.81.442068.8(二)实际平衡温度的计算平衡温度的计算方法如下:t 实际= t 主+t 修正+t 校正其中:t 校正=kn(t 主-t 辅) k 取0.00016;n 取60℃;t 修正可以通过温度计修正记录表(表2)数据使用三阶样条插值法,得到每次的修正温度。
例如使用t 主=87.9℃为例:(当x=87.9时,修正值:0.069)()()()()()()()()()()()()07.085090809850807.090580858900808.0908085809085⨯----+⨯----+⨯----=x x x x x x 修正值经过计算得到液体平衡时实际的温度如表3 所示:(三)苯和正庚烷纯组分在本实验不同温度下的饱和蒸汽压和活度系数的计算(1)苯和正庚烷纯组分在本实验不同温度下的饱和蒸汽压的计算由Antoine(安托尼)公式:lgPi 0=Ai–Bi/(Ci+t)式中:t—温度,℃(即计算所得的实际温度) P—饱和蒸汽压,mmHg所以可得到:Pi0=10(Ai-Bi/(Ci+t))纯物料的Antoine常数见表4表4:纯物料的安托尼常数以87.90℃为例:苯的饱和蒸气压p10=10(6.87987-1196.76÷(219.161+88.5650))=979.10mmHg正庚烷的饱和蒸气压P20=10(6.89386-1264.37÷(216.64+88.5650)=563.86mmHg计算五组纯组分饱和蒸汽计算结果见表5(2)苯和正庚烷纯组分在本实验不同温度下的活度系数的计算由实验测得等压下气液平衡数据,则可用下式计算不同组成下的活度系数:以87.90℃为例计算:0.9570979.102.4180.5076001111γ=⨯⨯==p x py1.127886.563)2.41100()80.50100(76002222γ=⨯--⨯==p x py表6 苯和正庚烷活度系数计算表t 实际(℃)苯的液相组成(%)苯的气相组成(%)苯的饱和蒸气压(mmHg )正庚烷饱和蒸气压 (mmHg ) 苯的活度系数正庚烷的活度系数94.750821.4 24.4 1168.05 681.49 0.7418 1.0726 89.2309 30.4 45.0 998.21 575.69 1.1270 1.0432 88.5650 41.2 50.8 979.10 563.86 0.9570 1.1278 86.8036 46.6 59.2 929.90 533.48 1.0383 1.0885 84.8944 56.868.8878.77502.041.0476 1.0933(四)用非线形最小二乘法回归配偶参数Λ12 、Λ21 并求液相组成活度系数和组成关系采用Wilson 方程关联ln γ1=-ln 22121)(x x x +Λ+)(121221212112x x x x Λ+Λ-Λ+Λln γ2=-ln )()(21211212122111212x x x x x x x Λ+Λ-Λ+Λ+Λ+目标函数选为气相组成误差的平方和,即F=∑=mj 1 (y 1实-y 1计)2j +(y 2实-y 2计)2j用非线性最小二乘法拟合:matlab 拟合程序见下:function F=li(bb)x1=[0.214 0.304 0.412 0.466 0.568]x2=[0.786 0.696 0.588 0.534 0.432] y1=[0.244 0.450 0.508 0.592 0.688] y2=[0.756 0.550 0.492 0.0.408 0.312] p10=[1168.05 998.21 979.10 929.90 878.77 ] p20=[681.49 575.69 563.86 533.48 502.04]fori=1:4F(i)=y1(i)-p10(i)*x1(i)/760*exp(-log(x1(i)+bb(1)*x2(i))+x2(i)*(bb(1)/(x1(i) +bb(1)*x2(i))-bb(2)/(x2(i)+bb(2)*x1(i)))) end fori=5:8j=i-4F(i)=y2(j)-p20(j)*x2(j)/760*exp(-log(x2(j)+bb(2)*x1(j))+x1(j)*(bb(2)/(x2(j) +bb(2)*x1(j))-bb(1)/(x1(j)+bb(1)*x2(j)))) end运行得:bb= 0.0737 2.6058Resnorm= 0.0137即所得的二元配偶参数Λ12=0.0737;Λ21=2.6058,方差为 0.0137。
(2)计算苯的气相浓度: 取平衡温度87.90℃为例:()0.96090.4122.60580.588 2.6058-0.5880.07370.4120.07370.5880.5880.07370.412ln exp 1=⎭⎬⎫⎩⎨⎧⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯+⨯+⨯+⨯+-=r51.0760979.10412.09609.0y 01111=⨯⨯==p p x r分别计算五组数据可得表5平衡温(℃)94 88.55 87.90 86.15 84.25 (%)21.4 30.4 41.2 46.6 56.8X1,实验(%)24.4 45.0 50.8 59.2 68.8Y1,实验(%)32.6 38.5 51.0 55.03 64.1Y1,计算得到实验和计算的t-x-y相图如下:(六)结果分析讨论1)实验结果讨论从实验的结果的相图和气相组成的实验值和计算值的比较来看,本次实验测得以及回归所得实验数据可靠,误差均在实验允许范围内。