二元气液相平衡数据的测定

二元气液相平衡数据的测定

摘要：气液相平衡关系是精馏、吸收等单元操作的基础数据，随着化工生产的不断发展，现有气液相平衡数据远不能满足需求，许多物质的平衡数据，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以循环法应用最为广泛。本实验采用ellis 平衡釜，釜外具有真空夹套保温，可观察釜内的实验现象，在少量样品的情况下，能够迅速地测得平衡数据。

关键词：二元气液相平衡，循环法，苯，乙醇

abstract: gas liquid equilibrium relationship is distillation, absorption unit operation of basic data, with the continuous development of chemical production, the existing gas liquid equilibrium data far cannot satisfy the demand, many material balance data, it is difficult to directly obtained by theory, must by experimental determination. balance data experimental determination method to cycle method used the most widely. this experiment using ellis balance kettle, still outside with vacuum jacketed insulation, can be observed in the kettle experimental phenomenon, in a small amount of sample cases, can quickly measure balance data.

keywords: two sap liquid balance, circulation method, stupid, ethanol

中图分类号： n941.8文献标识码：a 文章编号：

1前言

循环法测定气液相平衡的原理：如图1，图中a为盛有二元溶液的蒸馏器，b为逸出蒸汽经完全冷凝后的收集器。在加热沸腾后，产生的蒸汽会经冷凝变成液体流入收集器，达到一定数量后产生溢流，液体经回流管又返回到a，气象组成与液相组成不同，故沸腾过程也是气液相组成不断变化的过程，即a，b两容器组成不断变化，直到达到平衡，此时a，b中样品的组成就是平衡温度下液相和气相的组成，按此方法就可以求的相应的二元气液平衡数据，并能绘出二元气液平衡相图。

图1 平衡法测定气液原理图

实验内容

2.1实验试剂与实验器材

实验器材：ellis玻璃平衡釜，容量为20—30ml，具有气液同时循环的结构。

加热棒（75w），阿贝折光仪，100℃十分之一的标准温度计，控温仪，电压表

实验试剂：苯，乙醇按照不同组分混合，组分见下边表1

表1 实验中乙醇-苯含量

2.2 实验步骤

1.配制实验所需溶液

（1）取实验需要（具体剂量见表1）剂量的苯和乙醇，混合。（2）按组注入玻璃平衡釜。

2.连接平衡釜上方的冷凝器雨水管，并检查有无泄露，方法如下：将注射器与医用三通阀连接好，转向直通部分，抽气，设备处于负压状态，u型管压力计的液面升起，在一定值下降，注意操作不能过快，以免将u型管液体抽出装置系统，停留时间等待十分钟，若液面不下降则说明系统关闭，否则需检查各接口处的密封情况，重新调整至合格为止。系统密闭后，旋转三通阀，使系统直通大气。

3.从液体取样口处用大注射器将预先配制好的一定组成苯-乙醇混合溶液缓缓加入蒸馏器中，使液面略低于蛇管喷口，蛇管的大部分浸在溶液中，然后通冷凝水。

4.打开总电源，仪表温度设定在280℃，然后控制釜加热电流给定旋钮，使电流表指针在100 ma，进行低速升温，待5分钟后，提升至200 ma，待20分钟后，釜开始沸腾，此后观察温度显示仪表温度值是否提升至一定值不再变化而稳定，仪表控温显示与定温度是否相近，低于给定温度而不上升时要提高给定电流值至250 ma。

5.液体沸腾后，气液两相混合物经蛇管口喷于温度计底部。

6.待温度稳定后，记录温度，用1ml注射器和长注射针头从气、液取样口同时取样，稍微冷却后在阿贝折光仪内读出折光读书，记录数据，取样次数视实验需求而定，此后再次加料进行另一组数据测定。

7.测量多组数据后，关闭电源，待装置冷却，将溶液放回原溶液瓶，关闭冷凝水。

2.3 实验所得数据分析

在不同的溶液组分下，由实验所得液相与汽相折光度数据见表2

表2 实验所得折光度数据

将实验测得笨-乙醇二元体系的标准溶液的折光度绘制标准曲线。横坐标乙醇含量见表1

图2 乙醇-苯二元体系标准溶液折光度曲线

以第一组数据为例，计算方法如下：

使用视差法计算汽液相组分百分比，由表3查得乙醇-苯二元汽液折射率标准值

表3 乙醇-苯二元气液折射率标准值

表4 数据处理计算所得结果

3结论

经过试验和计算，实验所得乙醇-苯二元体系汽液相平衡与文献给出数据中乙醇-苯二元体系标准汽液平衡基本相符，在不同组分下二元体系中随着乙醇组分的增多，折光率逐渐降低，汽液相达到平衡时的温度逐渐降低。

参考文献

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