气液相平衡分析(正式)
气液相平衡关系
二、气液相平衡关系 平衡状态：在一定压力和温度下，当吸收和解吸速率相等时，气液两相达到平衡。
相平衡关系：吸收过程中气液两相达到平衡时，吸收质在气相和液相中的浓度关系1．气体在液体中的溶解度 （图8-1）平衡时溶质在气相中的分压称为平衡分压，用符号*A p 表示；溶质在液相中的浓度称为平衡溶解度，简称溶解度；它们之间的关系称为相平衡关系。
结论：①在相同的吸收剂、温度和分压下，不同溶质的溶解度不同;②分压一定时，温度越低，则溶解度越大。
较低的温度有利于吸收操作;③温度T 一定时，分压P 越大，溶解度越大。
较高的分压有利于吸收操作;④加压和降温对吸收操作有利。
2．亨利定律（1）亨利定律亨利定律内容：在总压不太高，温度一定的条件下，稀溶液上方溶剂的平衡分压*A p 与溶质在液相中的摩尔分数A x 成正比，比例系数为亨利系数E 。
即： A A Ex p =* 形式一E ——亨利系数， Pa讨论：①E 的来源：实验测得，查手册②E 的影响因素：溶质、溶剂、T 。
物系一定时， ③亨利系数表示气体溶解的难易程度。
E 大的，溶解度小，难溶气体；E 小的，溶解度大，易溶气体。
（2）亨利定律的其它形式① 溶质在液相中的浓度用量浓度A c 表示，气相用分压*A p 表示，则： Hc p A A =* 形式二 ↑↑⇒E TH ——溶解度系数，实验测定。
溶解度↓溶解度系数表示气体溶解的难易程度。
易溶气体，H ↑；难溶气体，H ↓。
溶解度系数H 和亨利系数E 的关系：剂剂EM H ρ=②溶质在气液相中的浓度均用摩尔浓度表示， 则：A A A mx x PE P p y ===** 形式三 m ——相平衡常数。
P E m = 是温度和压强的函数。
讨论：1）P 一定时， 溶解度↓。
升温不利于吸收；2）t 一定时， 溶解度↑。
加压有利于吸收。
③溶质在气液相中的浓度均用比摩尔分数表示时，AA A A X X m Y Y +=+**11 整理得： A A A X m mX Y )1(1-+=* 形式四 比摩尔分数表示的气液相平衡关系。
实验六 双液系的气—液平衡相图(更新)
实验六双液系的气—液平衡相图一、实验目的1、绘制在标准压力下乙醇-正丙醇体系的沸点组成图;2、熟练掌握测定双组分液体沸点的方法及用折光率确定二组分物系组成的方法;3、掌握超级恒温槽、阿贝折射仪、气压计等仪器的使用方法。
二、实验原理1、相图任意两个在常温时为液态的物质混合起来组成的体系称为双液系。
两种溶液若能按任意比例进行溶解，称为完全互溶双液系，如环已烷-乙醇、正丙醇-乙醇体系都是完全互溶体系。
若只能在一定比例范围内溶解，称为部分互溶双液系，例苯-水体系。
在完全互溶双液系中，有一部分能形成理想液态混合物，如苯-甲苯系统，二者的行为均符合拉乌尔定律，但大部分双液系是非理想液态混合物，其行为与拉乌尔定律有偏差。
液体的沸点是指液体的蒸气压与外界压力相等时的温度。
在一定外压下，纯液体的沸点有其确定值，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。
双液系两相平衡时的气相组成和液相组成并不相同。
通常用几何作图的方法将双液系的沸点对其气相和液相的组成作图，所得图形叫双液系的沸点T(或t)-组成(x)图，即T（或t）—x图。
它表明了沸点与液相组成和与之平衡的气相组成之间的关系。
在恒定压力下，二组分系统气液达到平衡时，其沸点-组成（t-x）图分三类：(1)混合液的沸点介于A、B二纯组分沸点之间。
这类双液系可用分馏法从溶液中分离出两个纯组分。
如苯-甲苯系统，此时混合物的行为符合拉乌尔定律或对拉乌尔定律的偏差不大。
如图5-1(a)所示。
(2）有最低恒沸点体系，如环已烷-乙醇体系，t—x图上有一个最低点，此点称最低恒沸点，在此点相互平衡的液相和气相具有相同的组成，此时混合物的行为对拉乌尔定律产生最大正偏差，如图5-1(b)所示。
对于这类的双液系，用分馏法不能从溶液中同时分离出两个纯组分。
(3）有最高恒沸点体系，如氯仿-丙酮体系，t—x图上有一个最高点，此点称最高恒沸点，在此点相互平衡的液相和气相具有相同的组成，此时混合物的行为对拉乌尔定律产生最大负偏差，如图5-1(c)所示。
《物理化学实验报告》双液系的气液平衡相图
双液系的气液平衡相图2011年9月5日实验，2011年9月12日提交报告助教：柳清1 引言相图（phase diagram）是用图形表示多相系统的物理化学状态随温度、压力、组分含量等的变化的图1。
对于多相平衡系统，相律（phase rule）是其热力学基础。
本实验研究的是环己烷－乙醇（C6H12－C2H5OH）双液系的气液平衡状态。
根据相律，f＋Φ = C＋2其中相数Φ为2，独立自由组分数C为1，则系统自由度数f为1。
如果固定外压p不变，条件自由度数f′为0。
因此，在外压p不变时，温度T和组分含量x唯一确定了双液系气液平衡系统的状态。
用气液平衡时的温度T和组分含量x分别作为纵横坐标，同时测定气相和液相的组成，可以绘制双液系的气液平衡T－x相图。
不同组成的双液系具有不同形式的气液平衡T－x相图。
理想液体混合物或者接近理想液体混合物的双液系，混合物的沸点介于两纯物质沸点之间，如图1(a)。
各组分蒸气压对拉乌尔定律产生很大的正偏差时，混合溶液体系会具有最低恒沸点，如图1(b)。
反之，混合溶液体系会具有最高恒沸点，如图1(c)。
(a) (b) (c)图1 不同双液系的气液平衡T－x相图形式本实验选用具有最低恒沸点的环己烷－乙醇（C6H12－C2H5OH）双液系。
用沸点仪可以测定不同组成的双液系的恒压沸点T。
沸点仪是测定常量溶液沸点的工具。
沸腾时的溶液从喷嘴喷出，温度计测定的恰是该处蒸气和液相平衡的温度。
气相部分经过冷凝器冷凝后储存在小泡中，以备取样。
考虑到温度计的精度，需要对1/10℃温度计进行露茎校正。
由于温度计暴露于体系之外的部分所处温度与实测区域不同，二者膨胀系数略有差别。
为了补偿这部分损失，通过辅助温度计读出环境温度后，按下式校正：t = t0＋1.57×10－4×n×(t0－t s)式中t0为温度计读数，n为温度计露茎在体系外的刻度数目，t s为辅助温度计读数。
t 为校正后的温度。
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。
空气的气液相平衡
空气的气液相平衡（一）空气的组成空气是一种均匀的多组分混合气体，它的主要成分是氧、氮和氩，此外还含有微量的氢及氖、氦、氪、氙等稀有气体。
根据地区条件的不同，空气中含有不定量的二氧化碳、水蒸气以及乙炔等碳氢化合物，空气的组成及各成分的沸点示于第8章表8-2中。
（二）空气的二元系气液平衡1．气液平衡及氧、氩、氮饱和压力和温度的关系在气液平衡条件下，各相的状态参数保持不变，它们的温度、压力都分别相等，这时的温度称饱和温度，压力称饱和蒸气压力。
纯物质在一定的压力下对应着唯一的饱和温度，或在一定的温度下对应有唯一的饱和压力。
图9-1示出氧、氩、氮纯物质在气液平衡时，饱和压力与温度之间的关系。
图９－１由图知，氧、氩、氮在同一温度下具有不同的饱和蒸气压力，这是由于它们的分子结构和分子间的引力不同所致。
在同一温度下饱和蒸气压的大小，表明了液体气化的难易程度。
饱和蒸气压大的物质容易由液体变为蒸气，反之，饱和蒸气压小的物质不易由液体变为蒸气。
在相同的温度下，氮的饱和蒸气压高于氧的饱和蒸气压，而在相同的压力下，氮的饱和温度低于氧。
氩则介于氧、氮之间。
2．氧－氮二元系的气液平衡压力、温度、比焓与成分的关系氧－氮二元系气液平衡关系可用相平衡图表示。
相平衡图是按用实验方法求得的温度，压力，比焓及摩尔分数之间的关系绘制。
常用的几种平衡图如下：图9-2(1) 图如图9-2所示，图中的每组曲线是在等压下作出的，纵座标表示温度，横座标表示氧的摩尔系数（x及y），对应于每一个压力都有一组气液相平衡曲线（称鱼形曲线，曲线中的压力数值单位是105Pa）。
以任一组曲线为例，上面的一条线称冷凝等压线，它表示在给定的压力下，与液相平衡的气相组成与温度的关系，又称气相线；下面的一条线称沸腾等压线，它表示在给定压力下，与气相平衡的液相组成与温度的关系，又称液相线。
在气相线与液相线之间的区域称湿蒸气区。
曲线的两端点的纵座标分别表示纯氧和纯氮在该压力下的饱和温度。
化工原理第五章气液相平衡
亨利简介
威廉·亨利于1774年12月12日出生在英国的曼彻斯特市。 他们祖孙三代都是医师兼有名的化学家。发明亨利定律的亨利的名字 是威廉·亨利（William Henry），他的父亲名托马斯·亨利( Thomas Henry ），他的儿子名威廉·查尔斯·亨利（William Charles Henry）。他们三代 是十八世纪到十九世纪的著名学者。 威廉·亨利在1795年进爱丁堡大学，一年之后。因为他父亲医务工作 上需要助手，他离开了大学，在家里做实医师。到1805年他又回到爱丁 堡大学，继续学业。1807年化完成了医学博士学位。 亨利定律是在1803年由威廉·亨利在英国皇家学会上宣读的一篇论文 里，加以详细说明的。从此以后，这个定律就被命名为亨利定律了。 1888年，在亨利发表他的定律八十多年后，法国化学家拉乌尔（ Francois－Marie Raoult，1830－1901）发表了他在溶液蒸气压方面的发 现，这就是我们现在所称的拉乌尔定律。 亨利晚年因为严重的头痛和失眠，几乎无法工作，于1836年9月2日离 开人世，终年62岁。
2021/7/31
2、相平衡的理论依据 对单组分物理吸收的物系，根据相律：
F＝K－Φ＋2＝3－2＋2＝3
（K＝3，溶质A，惰性组分B，溶剂S，Φ＝2，气、
液两相）
【结论】在温度T、总压P和气、液相组成共4个变量
中，有3个自变量（独立变量），另1个是它们的函
数。即：
yfT 、 P 、 x
2021/7/31
mE485023.94 p 20.26
从气相分析 y*＝mx＝23.94×0.01＝0.24<y＝0.3
故SO2必然从气相转移到液相，进行吸收过程。 【结论】增大压力（30℃，101.3kPa→202.6kPa）有 利于吸收。
9.2双组分溶液的汽液相平衡解析
化学化工学院 迪丽努尔 2019/1/8
四、相对挥发度α —相平衡方程 1、挥发度γ
挥发度γ 平衡蒸汽分压与其液相摩尔分数的比值
pA A xA
pB B xB
返 回
2019/1/8
γ↑组分的挥发性↑
化学化工学院
迪丽努尔
四、相对挥发度α —相平衡方程
2、相对挥发度a 混合液中易挥发组分与难挥发组分挥发度之比
P p p 0 yA P pA p
O A
0 B 0 B
纯组分的饱和蒸汽压p0与温度t的关系如下：
对不同组分A、B、C值不同，并可以从有关手册中查到
化学化工学院 迪丽努尔 2019/1/8
9· 2· 1 理想物系的气液相平衡 三、t-x(y) 图和x-y 图
1、双组分溶液的温度一组成图t-x(y)图
9、蒸馏
9.2双组分溶液的气液相平衡 9· 2· 1 理想物系的气液相平衡
9· 2· 2 非理想物系的气液相平衡
例题
化学化工学院
迪丽努尔
2019/1/8
9.2双组分溶液的气液相平衡
9· 2· 1 理想物系的气液相平衡 一、气液两相平衡共存时的自由度
二 双组分理想物系的液相组成 ——温度（泡点）关系式
pA A xA pB B xB
a =γ A/γ
B
∴ a > 1
yA
pA / xA pB / xB
∵
pA = PyA
Py A / x A yB PyB / xB xA xB
迪丽努尔
y B = 1- y A
xB = 1- x A
相平衡方程
化学化工学院 2019/1/8
实验5 双液系的气液平衡相图
双液系的气液平衡相图摘要：常温下，两液态物质混合而成的体系称为双液系。
其气液平衡相图在科学研究以及实际生产生活上都有重要作用。
本文使用沸点仪测定水—正丙醇双液系在一个大气压下的沸点，并利用折射率随溶液组成不同而发生改变的特点，使用阿贝折射仪测定不同沸点下水和正丙醇的比例，绘制出恒压下的双液系平衡相图。
关键词：双液系折光率相图最低恒沸点Vapor-liquid Equilibrium Phase Diagram ofBinary Liquid SystemMingXuan Zhang PB15030833Abstract:Under the room temperature,two liquid substances are mixed to make Binary Liquid Systems.Its vapor-liquid equilibrium phase diagram has an important role in scientific research as well as in the actual production of our daily life.This experiment uses the boiling point of water-Determination of propanol two liquid system in an atmospheric pressure boiling point,and the use of refractive index with different solution composition and change characteristics,the use of Abbe refractometer measurement of different boiling water and n-propanol ratio,finally drawing the two liquid system phase equilibrium.Keywords:Binary Liquid System Refractive Index Phase Graph Minimum Azeotropic Point1.前言二元相图，又称二元系相图，是表示系统中两个组元在热力学平衡状态下组份和温度、压力之间的关系的简明图解。
01气液平衡实验报告
一、实验目的1、了解和掌握用双循环汽液平衡器测定二元系统气液平衡数据的方法。
2、了解缔合系统汽—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。
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：L i f =V i f （1）0i i i i i py f x ϕγ=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，0i i p f = 从而得出低压下气液平衡关系式为：i py =0i i i r p x （2） 式中，p ——体系压力（总压）；0i p ——纯组分i 在平衡温度下的饱和蒸汽压，可用Antoine 公式计算； i x 、i y ——分别为组分i 在液相和气相中的摩尔分率； i γ——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i y =ii ipy x p （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： ln γ1=－ln(x 1+Λ12x 2)+x 2(212112x x Λ+Λ －121221x x Λ+Λ) （4）ln γ2=－ln(x 2+Λ21x 1)+x 1(121221x x Λ+Λ －212112x x Λ+Λ) （5）Wilson 方程二元配偶函数Λ12和Λ21采用非线性最小二乘法，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F =2221211((j mj j y y y y ））计实计实-+-∑= （6）三、实验装置和试剂1、实验的装置：平衡釜一台、阿贝折射仪一台、超级恒温槽一台、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、1ml 注射器4支、5ml 注射器1支。
气液相平衡实验数据处理
气液相平衡实验数据处理气液相平衡实验是化学工程领域中的一项基础实验，主要用于研究和描述气体和液体之间相互作用的物理规律。
通过实验数据处理，我们可以得到气液相平衡实验的结果，并进行进一步的分析和解释。
一、实验原理气液相平衡实验是研究气体和液体之间相互作用的实验，主要涉及到气液相平衡的概念和原理。
在一定的温度和压力下，气体和液体之间会达到平衡状态，此时气体的溶解度与液体的蒸气压之间存在一定的关系。
通过对实验数据的处理和分析，我们可以得到气液相平衡的曲线和关系式，进而研究和描述气体和液体之间的相互作用。
二、实验步骤1.将实验装置加压至所需压力，保持稳定；2.记录实验过程中温度、压力和气体溶解度的变化；3.在实验结束后，将数据整理成表格；4.对数据进行处理和分析，得到气液相平衡曲线和关系式。
三、数据处理方法1.数据整理：将实验数据整理成表格，包括温度、压力、气体溶解度和时间等信息。
根据需要，可以对数据进行筛选和排序，以便更好地进行数据处理和分析。
2.数据拟合：采用最小二乘法等数学方法，将实验数据与气液相平衡关系式进行拟合。
通过拟合可以得到气液相平衡曲线和关系式，进而描述气体和液体之间的相互作用。
3.数据分析：对拟合得到的气液相平衡曲线和关系式进行分析，研究气体和液体之间的物理规律。
可以计算气体的溶解度和液体的蒸气压等物理量，进而得到气液相平衡的物理规律。
4.数据可视化：采用图表等方式将实验数据和处理结果进行可视化展示，以便更好地理解和解释气液相平衡实验的结果。
可以绘制气液相平衡曲线、溶解度曲线等图表，以便更好地研究和描述气体和液体之间的相互作用。
四、结论与展望通过气液相平衡实验数据的处理和分析，我们可以得到气体和液体之间的相互作用规律。
通过对数据的整理、拟合、分析和可视化展示，我们可以更好地理解和解释实验结果。
这些结果可以为化学工程领域中的其他研究提供重要的参考依据，也可以为工业生产中的气液相平衡问题提供理论支持和实践指导。
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一、引言在化学实验中，相图是研究物质在不同温度和压力下的相态变化规律的重要工具。
气液平衡相图是指在一定温度和压力下，气体和液体之间的平衡状态。
本实验旨在通过测定双液系的气液平衡相图，探究不同组分和温度对气液平衡的影响。
二、实验方法1. 实验仪器和试剂准备本实验所需的仪器有气相色谱仪、恒温水浴槽、压力计等。
试剂包括乙醇、水等。
2. 实验步骤(1) 准备双液系溶液：按照一定的比例将乙醇和水混合制备双液系溶液。
(2) 装填样品：将双液系溶液装填到气相色谱仪的样品瓶中。
(3) 设置温度：将恒温水浴槽的温度调至所需的实验温度。
(4) 测定平衡压力：将样品瓶放入恒温水浴槽中，等待一段时间使系统达到平衡，然后使用压力计测定平衡时的压力。
(5) 重复实验：重复以上步骤，测定不同组分和温度下的气液平衡压力。
三、实验结果根据实验数据，我们绘制了双液系的气液平衡相图。
图中横轴表示乙醇的摩尔分数，纵轴表示平衡时的压力。
我们可以观察到随着乙醇浓度的增加，平衡压力逐渐增大。
同时，随着温度的升高，平衡压力也呈现出上升的趋势。
这与理论预期相符。
四、讨论与分析通过实验结果，我们可以得出以下几点结论：1. 组分对气液平衡的影响：在双液系中，乙醇的浓度增加会导致平衡压力增加。
这是因为乙醇分子与水分子之间的相互作用力较强，使得乙醇分子更难从液相转移到气相，因而需要更高的压力才能达到平衡。
2. 温度对气液平衡的影响：随着温度的升高，气液平衡的压力也会增加。
这是由于温度升高会增加分子的热运动，使得气体分子更容易从液相转移到气相，因此需要更高的压力来保持平衡。
3. 实验误差分析：在实验过程中，由于仪器的精度限制和操作误差等因素的存在，实验结果可能存在一定的误差。
为了提高实验结果的准确性，我们可以增加重复实验次数，并进行数据的平均处理。
五、结论通过本实验，我们成功测定了双液系的气液平衡相图，并探究了组分和温度对气液平衡的影响。
4.2.气液相平衡解析
H 的讨论：1.H↑，cA↑，易溶气体 2.P 对 H 影响较小 3.温度对H的影响： T H
H 与E 的关系：
cA c c p x H c H
* A
c H E
c M M — 溶液的平均摩尔质量, kg / kmol 对于稀溶液 c MS M s — 溶剂的摩尔质量, kg / kmol
— 溶液的密度，kg / m3
s — 溶剂的密度，kg / m3 S
H
S
EM S
2）y mx y*——溶质在气相中的平衡摩尔分数；
*
m ——相平衡常数，无因次。
m的讨论：
①在一定的气相平衡摩尔分数下，
m↑，x↓，溶解度↓，难溶气体。
m↓，x↑，溶解度↑，易溶气体。
E ——亨利常数，单位同压强单位。
* A
——溶质在气相中的平衡分压，kPa；
讨论： ① E的影响因素：溶质、溶剂、T 物系一定，T E ② 在一定的气相平衡分压下， E↑，x↓，溶解度↓，难溶气体。 E↓，x↑，溶解度↑，易溶气体。
（2）亨利定律其它表示方式
cA 1） p H
* A
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
H — 溶解度系数，kmol溶质/（kPa·m3溶液）
E、H及m之间的关系： E mp 式中： m — 汽液相平衡常数； E — 亨利系数，kPa； p — 总压，kPa； H — 溶解度系数， (kmol溶质 / kPa m 3溶液)；
s
HM s
s — 溶剂的密度，kg / m 3；
M s — 溶剂的摩尔质量，kg / kmol。
气液相平衡分析范文
气液相平衡分析范文气液相平衡是指在一定条件下，气体和液体之间达到平衡状态的过程。
这个过程通常发生在液体表面或液体内部的气液界面上，其平衡状态取决于温度、压力和溶质浓度等因素。
在气液相平衡分析中，我们可以借助一些热力学和动力学原理来进行定量分析，从而对气液相平衡的特性和行为有更深入的认识。
以下是对气液相平衡分析的一些讨论。
首先，我们可以从热力学的角度来分析气液相平衡。
根据吉布斯自由能降低原则，当气体和液体之间达到平衡时，系统的吉布斯自由能将达到最小值。
对于一个封闭系统，液体和气体之间的相平衡条件可以用亨利定律表示。
根据亨利定律，气体溶解在液体中的平衡浓度与该气体在气相中的分压之间存在一定的线性关系。
这个关系可以用下式表示：C=k*P其中，C为气体在液体中的浓度，P为气体在气相中的分压，k为Henry系数，代表了气液相平衡的特性。
这个关系还告诉我们，Henry系数与温度有关，通常随着温度的升高而增加。
这是因为在较高温度下，分子运动更加剧烈，气体分子更容易进入液体中。
另外一个重要的热力学参数是溶解度。
溶解度是指单位溶剂中溶质的最大溶解量。
溶解度通常用摩尔分数或质量分数表示。
在气液相平衡分析中，溶解度与热力学平衡有关。
当达到气液相平衡时，溶解度的值将不再改变。
对于非理想溶液，溶解度还与溶质间的相互作用有关，通常需要考虑活度系数的影响。
除了热力学分析，动力学也是气液相平衡中重要的分析方法。
一般来说，气体溶解在液体中的过程可以理解为气体分子通过表面扩散进入液体内部的过程。
因此，液体的表面积是影响溶解速率的重要因素之一、当液体表面积增加时，气体分子进入液体的速率将增加，因此溶解速率也会增加。
此外，在动力学分析中，我们还可以使用弗克定律来描述溶解过程的速率。
根据弗克定律，溶解速率正比于溶剂中的浓度差。
这个关系还告诉我们，溶解速率与溶质浓度和系统温度有关。
最后，气液相平衡分析还可以应用于一些实际问题的研究。
例如，在环境科学领域，气液相平衡分析可以用于研究大气和水体之间的气液交换过程，从而更好地理解大气污染物对水体的影响。
气液平衡相图的测定
随着工业的发展，多相流体的处理和分离技术在石油、化工、能源等领域的应用 越来越广泛。气液平衡相图作为描述多相流体相平衡关系的基础数据，对于这些 领域的技术开发、工艺优化和过程控制具有重要的指导作用。
气液平衡相图的重要性
基础研究
气液平衡相图是研究多相流体热力学性质的基础数据，对于理解多相流体的相平衡规律、界面张力以及传递性质 具有重要意义。
03
气液平衡相图的测定方法
实验设备与材料
气液平衡相图测定仪
用于测定气液平衡相图，包括恒温槽、压力表、气、氮气、水等。
辅助工具
如注射器、管路、密封圈等。
实验步骤与操作
设定温度
根据实验需求设定恒温槽的温 度，确保实验过程中温度恒定。
开始实验
加强气液平衡相图在工 业上的应用研究，推动 其在更多领域的应用普 及。
跨学科合作
加强与其他学科的合作， 如化学工程、物理化学、 材料科学等，共同推进 气液平衡相图的研究和 应用。
人才培养与交流
加强人才培养和学术交 流，促进气液平衡相图 领域的持续发展。
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工业应用
在石油、化工、能源等领域，气液平衡相图是设计和优化油藏工程、油气分离、吸收解吸、萃取精馏等工艺过程 的关键参数。通过测定气液平衡相图，可以预测多相流体的流动特性、分离效果和经济性，为工业过程的优化提 供科学依据。
02
气液平衡相图的基本概念
相平衡
相平衡是指在一定的温度和压力条件下，物质的气相和液相达到平衡状态的状态 。在这种状态下，气相和液相之间不再发生质量传递，即气相和液相的组成保持 不变。
05
应用与展望
工业应用
分离过程优化
气液平衡相图在工业上可用于优 化分离过程，如蒸馏、吸收等，
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。
气液平衡的计算方法分析【范本模板】
合肥学院Hefei University 《化工热力学》过程论文题目：气液平衡的计算方法系别: 化学与材料工程系专业：化学工程与工艺学号：1303021001姓名: 于晓飞教师：高大明气液平衡的计算方法摘要:气液平衡计算是化学过程中一项十分重要的计算。
气液平衡的计算方法有几种，活度系数法，状态方程法（EOS 法），GEMC 和GDI 方法计算流体气液相平衡。
在气液平衡的计算中有三种泡点计算 、露点计算和闪蒸计算，这里我们对闪蒸计算不做研究。
关键词：气液平衡 计算方法GEMC GDI 正文：气液平衡计算的基本公式及计算类型：相平衡的判据应用于气液平衡，即为：=fV iˆf L iˆ（i=1，2,3，…,N)式中,f iˆ为混合物中组分i 的逸度；上标V 指的是气相；上标L 指的是液相.上式既是气液平衡的准则，有事气液平衡计算的基本公式。
具体应用时，需要建立混合物中组分的逸度fV iˆ、f L iˆ与体系的温度、压力以及气液相平衡组成关系。
1。
1活度系数法根据溶液热力学力论，将液相中组分的逸度与组分的活度系数相联系，简称活度系数法。
对液相，由活度与活度系数的定义式得出f L iˆ=fx iiiθγ式中，fiθ为标准态的逸度,以取Lewis-Randall 定则为基准的标准态，即纯液体i在体系的温度下的逸度。
fiθ=fL i=dp pp RTs i V p Li S iS i⎰exp φ式中，指数项dp pp RT s i V Li ⎰exp 称为Poynting 因子，其意义是压力对fiθ影响的校正。
对气相将fL iˆ与fV iˆ表达式带入式中，得φˆV ip y i =dp p RTpL iS iS iiisiVp x ⎰expφγ （i=1,2，…，N ）式中，y i和x i 分别为汽、液相中组分i 的摩尔分数；φˆV i为气相混合物中组分i 在体系温度T ，体系压力p 下的逸度系数；γi 为液相中组分i 的活度系数；p Si为纯组分i 在体系温度T 时的饱和蒸气压；φSi为纯组分i 在体系温度T 与其饱和蒸气压pS i时的逸度系数；V Li 为纯组分i 在体系温度T 时液相的摩尔体积。
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气液相平衡分析(正式)
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文件编号：KG-AO-6622-58 气液相平衡分析(正式)
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在吸收操作中，气体总量和溶液总量都随吸收的进行而改变，但惰性气体和吸收剂的量则始终保持不变，因此，常采用物质的量比表示相的组成，以简化吸收过程的计算。
物质的量比是指混合物中一组分物质的量与另一组分物质的量的比值，用X或y表示。
吸收液中吸收质A对吸收剂S的物质的量比(摩尔比)可以表示为
XA＝nA／ns (11—1)
物质的量比与摩尔分数的换算关系为
XA＝工A／(1一XA) (11—2)
式中XA——吸收液中组分A对组分S的物质的量比；
nA，ns——组分A与S的物质的量，kmol；
XA——吸收液中组分A的摩尔分数。
混合气体中吸收质A对惰性组分月的物质的量比可以表示为
式中YA——混合气中组分A对组分B的物质的量比；
nA，nR——组分A与B的物质的量，kmol
yA——混合气中组分A的摩尔分数。
在一定温度和压力下，混合气体与液相接触时，溶质便从气相向液相转移，而溶于液相内的溶质又会从溶剂中逸出返回气相。
随着溶质在液相中的浓度逐渐增加，溶质返回气相的量也逐渐增大，当单位时间内溶于液相中的溶质量与从液相返回气相的溶质量相等时，气相和液相的量及组成均不再改变，达到动态平衡。
它是吸收过程的极限，它们之间的关系称为相平衡关系。
在一定温度下，当气相总压力不高时，稀溶液中溶质的平衡浓度和该气体的平衡分压的平衡关系可用
亨利定律表示为
对于给定物系，亨利系数正随温度升高而增大。
在同一溶剂中，易溶气体的正值很小，而难溶气体的正值很大。
常见物系的亨利系数可从附录中查到。
由于气液两相组成各可采用不同的表示法，因而亨利定律有不同的表达形式。
对于一定的物系，相平衡常数与温度和压力有关，温度越高，m越大；压力越高，m越小。
易溶性气体的m值小，难溶性气体的m值大。
对于极稀溶液，式(11—5)可以简化为
安全控制条件选择
(1)吸收平衡线分析吸收平衡线是表明吸收中气液相平衡关系的图线。
在吸收操作过程中，通常用X-Y图表示。
将Y*与X的关系绘在X-Y图上，得通过原点的一条曲线，称为吸收平衡线，如图1l—2所示。
对于极稀溶液，式(11—6) 所表明的平衡线是一条过圆点的直线，其斜率为m，如图1l—3所示。
(2)溶解度影响吸收是利用各组分溶解度不同而分离气体混合物的操作，因此气体溶解度的大小直接影响吸收操作。
对于同一物系，气体的溶解度与温度和压力有关。
温度升高，气体的溶解度减小。
因此，降低温度对吸收有利，但由于低于常温操作时，需要制冷系统，所以，工业吸收多在常温下操作。
当吸收过程放热明显时，应该采取冷却措施。
压力升高，气体的溶解度增加。
因此，增加压力对吸收有利，但在压力增高的同时，动力消耗就会随之增大，对设备的要求也会随之提高，而且总压对吸收的影响相对较弱。
所以，工业吸收多在常压下操作，除非在常压下溶解度太小，或工艺本身就是高压系统，才采用加压吸收。
(3)相平衡关系判定当气体混合物与溶液相接触时，吸收过程能否发生，以及过程进行的限度，可
由相平衡关系判定，如图11—4所示。
当溶质在气相中实际分压大于溶质的平衡分压时，即P>P*时，发生吸收过程。
从相图上看，实际状态点位于平衡曲线上方。
随着吸收过程的进行，气相中被吸收组分的含量不断降低，溶液浓度不断上升，其平衡分压也随着上升，当气相中溶质的实际分压等于溶质的平衡分压时，吸收达到平衡，吸收速率为零。
从相图上看，实际状态点落在平衡曲线上。
二氧化碳在气相中的实际分压为
P＝pty＝1200X0.05＝60kPa
二氧化碳在气相中的平衡分压则由亨利定律求取。
由于溶液很稀，其摩尔质量及密度认为与水相同。
查附录得水在303K时，密度为996kg／m3，摩尔质量为18kg／mol，二氧化碳的摩尔质量为44kg／kmol。
P*＝Ex＝1.88X10sX(1／44)／(996／18)＝77．3kPa
由于P*>P，故二氧化碳必由液相传递到气相，进
行解吸。
前面的分析表明，当物系的状态点处于平衡线的上方时，发生吸收过程。
显然，状态点距平衡线的距离越远，气液接触的实际状态偏离平衡状态的程度越远，吸收的推动力就越大，在其他条件相同的条件下，吸收越容易进行；反之，吸收越难进行。
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