实验：二元系统汽液平衡数据的测定
二元系统汽液平衡数据的测定(精)
实验三二元系统汽液平衡数据的测定实验概括在化学工业中，蒸馏、吸收过程的工艺和设备设计都需要准确的汽液平衡数据，本实验就是利用双循环汽液平衡器测定的二元汽液平衡数据。
它对提供最佳化的操作条件，减少能源消耗和降低成本等，都有重要意义。
A实验目的⏹了解和掌握用双循环汽液平衡器测定二元汽液平衡数据的方法。
⏹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。
⏹学会二元汽液平衡相图的绘制。
B 实验原理 蒸馏循环线循环法测定汽液平衡数据的基本原理示意图 当体系达到平衡时，a 、b 容器中的组成不随时间的变化而变化，这时从a 和b 两容器中取样分析，可得到一组汽液平衡试验数据。
baC预习与思考⏹为什么即使在常低压下，醋酸蒸气也不能当作理想气体看待？⏹本实验中气液两相达到平衡的判据是什么？⏹设计用0.1mol/LNaOH标准液测定气液两相组成的分析步骤、并推导平衡组成计算式？⏹如何计算醋酸-水二元系的活度系数？⏹为什么要对平衡温度作压力校正？⏹本实验装置如何防止汽液平衡釜闪蒸、精馏现象发生？如何防止暴沸发生？D实验装置与流程（一）本实验采用改进的Ellis气液两相双循环型蒸馏器，如图所示。
D实验装置与流程（二）⏹改进的Ellis蒸馏器测定汽液平衡数据较准确，操作也简单，但仅适用于液相和气相冷凝液都是均相的系统。
温度测量用分度为0.1℃的水银温度计。
⏹平衡釜加热下方是一个磁力搅拌器，用以加热时搅拌液体；另还有一个电子控制装置，用以调节加热电压及上下两组电热丝保温的加热电压。
⏹分析测试汽液组成时，用化学滴定法。
E实验步骤及方法（一）⏹（1）加料从加料口加入配制好的醋酸-水二元溶液。
⏹（2）加热调节电压150~200V左右，开启磁力搅拌器，缓慢加热至釜液至沸，分别接通上、下保温电源，电压调节在10~15V.⏹（3）控温溶液沸腾，气相冷凝液出现，直到冷凝回流。
气相温度控制在比平衡温度高0.5~1 ℃左右。
南京工业大学化学工程与工艺专业实验思考题答案
南京工业大学化学工程与工艺专业实验思考题答案文件排版存档编号：[UYTR-OUPT28-KBNTL98-UYNN208]实验1二元体系汽液平衡数据测定1，实验测量误差及引起误差的原因答：（1）汽液两相平衡时，回流滴下来的流体速率平稳，大约每秒1~2滴，且在一段时间内温度维持不变。
2，影响汽液平衡数据测定的精确度的因素有哪些答:（2）影响准确度的因素有温度和压强，装置气密性，温度计灵敏度，折射仪读数准确性等。
实验3 二氧化碳临界现象观测及PVT关系的测定1，质面比常数K值对实验结果有何影响为什么答: 任意温度任意压力下，质面比常数k均不变。
所以不会对实验结果又影响。
2，为什么测量25℃下等温线时，严格讲，出现第1个小液滴时的压力和最后一个小汽泡将消失时的压力应相等答：在出现第一个小液滴和最后一个汽泡消失过程中CO2处于汽液平衡状态。
根据相律得F=C-P+1=1-2+1=0，自由度为0，故过程中压力应为相等。
实验4 气相色谱法测定无限稀释溶液的活度系数1,无限稀释活度系数的定义是什么测定这个参数有什么作用答:定义:P29 公式(4-1),作用:通过测定两个组分的比保留体积和无限稀释下的活度系数,计算其相对挥发度.2,气相色谱基本原理是什么色谱仪有哪几个基本部分组成各起什么作用答:原理：因固定液对于样品中各组分溶解能力的差异而使其分离。
组成及作用：（1）载气系统气相色谱仪中的气路是一个载气连续运行的密闭管路系统。
整个载气系统要求载气纯净、密闭性好、流速稳定及流速测量准确。
（2）进样系统进样就是把气体或液体样品速而定量地加到色谱柱上端。
（3）分离系统分离系统的核心是色谱柱，它的作用是将多组分样品分离为单个组分。
色谱柱分为填充柱和毛细管柱两类。
（4）检测系统检测器的作用是把被色谱柱分离的样品组分根据其特性和含量转化成电信号，经放大后，由记录仪记录成色谱图。
（5）信号记录或微机数据处理系统近年来气相色谱仪主要采用色谱数据处理机。
南京工业大学化学工程与工艺专业实验》思考题答案
实验1二元体系汽液平衡数据测定1，实验测量误差及引起误差的原因答：（1）汽液两相平衡时，回流滴下来的流体速率平稳，大约每秒1~2滴，且在一段时间内温度维持不变。
2，影响汽液平衡数据测定的精确度的因素有哪些答:（2）影响准确度的因素有温度和压强，装置气密性，温度计灵敏度，折射仪读数准确性等。
实验3 二氧化碳临界现象观测及PVT关系的测定1，质面比常数K值对实验结果有何影响为什么答:任意温度任意压力下，质面比常数k均不变。
所以不会对实验结果又影响。
2，为什么测量25℃下等温线时，严格讲，出现第1个小液滴时的压力和最后一个小汽泡将消失时的压力应相等答：在出现第一个小液滴和最后一个汽泡消失过程中CO2处于汽液平衡状态。
根据相律得F=C-P+1=1-2+1=0，自由度为0，故过程中压力应为相等。
实验4 气相色谱法测定无限稀释溶液的活度系数1,无限稀释活度系数的定义是什么测定这个参数有什么作用答:定义:P29 公式(4-1),作用:通过测定两个组分的比保留体积和无限稀释下的活度系数,计算其相对挥发度.2,气相色谱基本原理是什么色谱仪有哪几个基本部分组成各起什么作用答:原理：因固定液对于样品中各组分溶解能力的差异而使其分离。
组成及作用：（1）载气系统气相色谱仪中的气路是一个载气连续运行的密闭管路系统。
整个载气系统要求载气纯净、密闭性好、流速稳定及流速测量准确。
（2）进样系统进样就是把气体或液体样品速而定量地加到色谱柱上端。
（3）分离系统分离系统的核心是色谱柱，它的作用是将多组分样品分离为单个组分。
色谱柱分为填充柱和毛细管柱两类。
（4）检测系统检测器的作用是把被色谱柱分离的样品组分根据其特性和含量转化成电信号，经放大后，由记录仪记录成色谱图。
（5）信号记录或微机数据处理系统近年来气相色谱仪主要采用色谱数据处理机。
色谱数据处理机可打印记录色谱图，并能在同一张记录纸上打印出处理后的结果，如保留时间、被测组分质量分数等。
二元实验讲义--预习
实验三二元系统汽液平衡数据的测定汽液平衡数据是蒸馏、吸收过程开设和设备设计的重要基础数据，此数据对提供最佳化的操作条件，减少能源消耗和降低成本等，都具有重要的意义。
尽管有许多体系的平衡数据可以从资料中找到，但这往往是在特定温度和压力下的数据。
随着科学的迅速发展，以及新产品，新工艺的开发，许多物系的平衡数据还未经前人测定过，这都需要通过实验测定以满足工程计算的需要。
此外，在溶液理论研究中提出了各种各样描述溶液内部分子间相互作用的模型，准确的平衡数据还是对这些模型的可靠性进行检验的重要依据。
A 实验目的(1)了解和掌握用双循环汽液平衡器测定二元汽液平衡数据的方法；(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；Array(3)学会二元汽液平衡相图的绘制。
B 实验原理以循环法测定汽液平衡数据的平衡器类型很多，但基本原理一致，如图2–4所示，当体系达到平衡时，a、b容器中的组成不随时间而变化，这时从a和b两容器中取样分析，可得到一组汽液平衡实验数据。
C 预习与思考(1)为什么即使在常低压下，醋酸蒸汽也不能当作理想气体看待？(2)本实验中气液两相达到平衡的判据是什么？(3)设计用0.1 N NaOH标准液测定汽液两相组成的分析步骤、并推导平衡组成计算式。
(4)如何计算醋酸-水二元系的活度系数？(5)为什么要对平衡温度作压力校正？(6) 本实验装置如何防止汽液平衡釜闪蒸、精馏现象发生？如何防止暴沸现象发生？D 实验装置本实验采用改进的Ellis 气液两相双循环型蒸馏器，其结构如图2–5所示。
改进的Ellis 蒸馏器测定汽液平衡数据较准确，操作也较简便，但仅适用于液相和气相冷凝液都是均相的系统。
温度测量用分度为0.1℃的水银温度计。
在本实验装置的平衡釜加热部分的下方，有一个磁力搅拌器，电加热时用以搅拌液体。
在平衡釜蛇管处的外层与汽相温度计插入部分的外层设有上下两部分电热丝保温。
二元系统汽液平衡数据测定实验讲义
二元系统汽液平衡数据的测定在化学工业中，蒸馏、吸收过程的工艺和设备设计都需要准确的汽液平衡数据，此数据对提供最佳化的操作条件，减少能源消耗和降低成本等，都具有重要的意义。
尽管有许多体系的平衡数据可以从资料中找到，但这往往是在特定温度和压力下的数据。
随着科学的迅速发展，以及新产品，新工艺的开发，许多物系的平衡数据还未经前人测定过，这都需要通过实验测定以满足工程计算的需要。
此外，在溶液理论研究中提出了各种各样描述溶液内部分子间相互作用的模型，准确的平衡数据还是对这些模型的可靠性进行检验的重要依据。
1 实验目的(1)了解和掌握用双循环汽液平衡器测定二元汽液平衡数据的方法；(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；Array(3)学会二元汽液平衡相图的绘制。
2 实验原理汽液平衡数据实验测定是在一定温度压力下，在已建立汽液相平衡的体系中,分别取出汽相和液相样品,测定其浓度。
本实验采用的是广泛使用的循环法，平衡装置利用改进的Rose 釜。
所测定的体系为乙酸（1）—水（2）,样品分析采用气相色谱分析法。
以循环法测定汽液平衡数据的平衡器类型很多，但基本原理一致，如图2–1所示，当体系达到平衡时，a、b容器中的组成不随时间而变化，这时从a和b两容器中取样分析，可得到一组汽液平衡实验数据。
3 实验装置与试剂实验装置见图3-1，其主体为改进的Rose 平衡釜-一汽液双循环式平衡釜。
改进的Rose 平衡釜汽液分离部分配有热电偶（配数显仪）测量平衡温度，沸腾器的蛇型玻璃管内插有300Ｗ电热丝，加热混合液，其加热量由可调变压器控制。
分析仪器：气相色谱实验试剂: 乙酸（分析纯）, 去离子水图3-1 改进的Rose 釜结构图1-排液口2-沸腾器3-内加热器4-液相取样口5-汽室6-汽液提升管7-汽液分离器8-温度计套管9-汽相冷凝管 10-汽相取样口 11-混合器4 预习与思考(1)为什么即使在常低压下，醋酸蒸汽也不能当作理想气体看待？(2)本实验中气液两相达到平衡的判据是什么？(3)如何计算醋酸-水二元系的活度系数？5 实验步骤及方法：(1) 加料：从加料口加入配制好的醋酸–水二元溶液，接通平衡釜内冷凝水。
化工专业实验全解
实验一二元气液平衡数据测定实验一. 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汽液平衡数据的方法。
2．通过实验了解平衡釜的构造，掌握汽液平衡数据的测定方法和技能。
3．掌握二元系统平衡相图的绘制。
二. 设备的主要技术数据(一)平衡釜（如图一所示）(二)物系 (乙醇─正丙醇)1.纯度:分析纯. 乙醇沸点: 78.3℃; 正丙醇沸点:97.2℃.2.折光指数与溶液浓度的关系见表1。
对30℃下质量分率与阿贝折光仪读数之间关系也可按下列回归式计算:Ｗ＝58.844116－42.61325 ×nD其中Ｗ为乙醇的质量分率; nD为折光仪读数 (折光指数).由质量分率求摩尔分率(ＸＡ):乙醇分子量ＭＡ＝46; 正丙醇分子量ＭB＝60BAAAAAAMWMWMWX)](1[)()(-+=三. 实验设备的基本情况实验设备流程示意图: 见图一所示.四. 实验方法及步骤1.将与阿贝折光仪配套的超级恒温水浴(用户自备)调整运行到所需的温度,并记下这个温度(例如30℃).2.测温管内倒入甘油，将标准温度计插入套管中。
3.配制一定浓度(体积浓度10％左右)的乙醇─正丙醇混合液(总容量50毫升),然后倒入平衡釜中。
4.打开冷凝器冷却水,接通电源缓慢加热，冷凝回流液控制在每秒2-3滴。
稳定回流20分钟，以建立平衡状态。
5.达到平衡时停止加热，用微量注射器分别取两相样品用阿贝折光仪分析其组成。
6.从釜中取出6毫升液体后，在补充6毫升的乙醇溶液，重新建立平衡。
7. 所加溶液视上一次的平衡温度定，以免实验数据点分布不均。
8. 检查数据合理后, 停止加料并将将加热电压调为零。
停止加热后10分钟,关闭冷却水,一切复原。
五. 使用本实验设备应注意事项1. 本实验过程中要特别注意安全,实验所用物系是易燃物品,操作过程中避免洒落以免发生危险。
2. 本实验设备加热功率由电位器来调解,固在加热时应注意加热千万别过快,以免发生爆沸(过冷沸腾),使液体从平衡釜冲出,若遇此现象应立即断电。
二元系统气液平衡数据测定
化工专业实验报告实验名称：二元系统气液平衡数据测定学院：化学工程学院专业：化学工程与工艺班级：化工班姓名：学号同组者姓名：指导教师：日期：一、实验目的1、了解和掌握用双循环气液平衡器测定二元系统气液平衡数据的方法。
2、了解缔合系统气—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等，即逸度相等，其热力学基本关系为：Vi L i f f ˆˆ=is i i i V i x f py γφ=ˆ(1)常压下，气相可视为理想气体，1ˆ=v i φ；再忽略压力对液体逸度的影响，0i i p f =从而得出低压下气液平衡关系式为：py i =γi s i p ix (2)式中，p ——体系压力（总压）；s i p ——纯组分i 在平衡温度下的饱和蒸汽压，可用Antoine 公式计算；x i 、y i ——分别为组分i 在液相和气相中的摩尔分率；γi ——组分i 的活度系数由实验测得等压下气液平衡数据，则可用si i i i p x py =γ(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 γ1=－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=0和Λ21=1采用高斯—牛顿法，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((jmj j y y y y ））计实计实-+-∑=(6)三、实验装置与流程示意图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。
二元系统气液平衡数据测定
序号：40化工原理实验报告实验名称：二元系统气液平衡数据测定学院：化学工程学院专业：化学工程与工艺班级：化工095班姓名：何小龙学号 0940201051 同组者姓名：杨飞黄云张阳指导教师：周国权日期： 2012年3月29日一、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汽液平衡数据的方法。
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数据计算个组分的活度系数。
3．通过实验了解平衡釜的构造，掌握汽液平衡数据的测定方法和技能。
4．掌握二元系统平衡相图的绘制。
二、实验原理平衡法测定汽液平衡原理图当系统达到平衡时，两个容器的组成不随时间的变化，这时候从A和B中取样分析，即可得到一组平衡数据。
达到平衡时，两相除了温度压力相等外，每一组分的化学位也相等，即逸度相等，其基本热力学关系为：f i L=fiVΦi pyi=γifi0xi常温下，气体可视为理想气体，再忽略压力对液体逸度的影响，f i=p i0从而得出低压下汽液平衡关系为：pyi =γipi0xip---体系压力（总压）；p i0---纯组分i在平衡温度下的饱和蒸汽压；x i，y i---分别为组分i在液相和气相中的摩尔分率；γi---组分i的活度系数由实验测得等压下的平衡数据，可用：γi = pyi/p i0x i由此计算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lnγ1=-ln(x1+λ12x2)+ x2[(λ12/x1+λ12x2) –(λ21/x2+λ21x1)]lnγ2=-ln(x2+λ21x1)+ x1[(λ21/x2+λ21x1) –(λ12/x1+λ12x2)]Wilson方程二元配偶参数λ12和λ21采用非线形最小二乘法，由二元汽液平衡数据回归而得。
目标函数选为气相组成误差的平方和，即：F=Σj=1m(y1实-y1计)2j+( y2实-y2计)2j三、实验装置与试剂1.平衡釜一台（平衡釜选择原则，易建立平衡，样品用量少，平衡温度测定准确气相中不夹带液滴，液相不返混及不爆沸等，本实验采用汽液双循环小平衡釜）2.阿贝折射仪一台3.温度计4.1ml及5ml的注射器若干四、实验步骤及注意事项1.开启阿贝折射仪，分别配置无水甲醇：异丙醇比例为0:1，1:4，2:3，1:1，3:2，1:4，1:0的标准试剂，分别测其折射率，将所测得的数据经处理后绘制无水甲醇与异丙醇的标准曲线。
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。
二元系统汽液平衡数据测定专业实验
思考与讨论
4，如何计算醋酸－水二元系的活度系数？ 参见数据处理部分
5，为什么要对平衡温度进行压力校正？ 答：为了将平衡数据校正到标准大气压下，方便进行比较。
6，本实验装置如何防止汽液平衡釜闪蒸、精馏现象发生？如 何防止暴沸现象发生？
答：本实验装置加蛇管防止闪蒸，加上下保温防止精馏，加 磁力搅拌防止暴沸现象发生。
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：
HAc
p1
/
p
0 HAc
0 1
x
HAc
H 2O
p
H 2O
/
p
0 H
x 2 O H 2 O
其中
lg
p
0 HAc
7 .181
1416 .7 t 211
lg
p
0 H
2O
7 .9187
思考与讨论
1，为什么在常低压下，醋酸蒸汽也不能当作理想气体看待？
答：由于醋酸蒸汽在汽相中存在二分子，三分子的缔合体， 因此即使在常低压下也不能当作理想气体。
2，本实验中气液两相达到平衡的判据是什么？
答：本实验中汽液两相达到平衡的判据是平衡温度不随时间 发生变化。
思考与讨论
3，设计用0.1mol/LNaOH标准溶液测定气液两相组成的分析 步骤，并推导平衡组成的计算式。
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?
丙烯酸-醋酸二元体系等温汽液相平衡数据的测量和关联
Ｋｉ 可调 的 相互 作 用 参 数 ， 汽 液 相 平 衡 数 据 拟 ｉ 是 由
丙烯 酸 （ 析 纯 ， 海 凌 峰 化 学 试 剂 有 限公 分 上 司。纯度经气相 色谱 仪分析确定 ， 丙烯酸 ）＝ （ ９ ．％ ， 杂质 峰 ） 醋 酸 （ 析 纯 ， 海 化 学 试 剂 ９７ 无 ， 分 上 有限公 司 。经 精 馏 提 纯 ， 取 中 间沸 点 不 变 之 馏 截
冻 ， 样 品完 全 冻 结 后 ， 开 真 空 泵 对 系 统 抽 真 待 打 空 ， 去样 品 中 未 冻 结 的 杂质 气 体 后 关 上 平 衡 器 抽
剂、 涂料 、 合 剂 、 维 等 方 面 都 有 广 泛 的 应 用 。 粘 纤
丙烯 酸 的工业 生 产 有 多种 方 法 ， 目前 世 界上 大 型 丙烯 酸生 产 企业 均 普遍 采 用 丙 烯两 步 氧化 法 … ，
确 度 为 ± ． ２Ｋ。 ０ ０
４ 压力测 定 ）
平 衡 器 恒 温 ３ ｎ后 ， 认 为 ０ｍｉ 可
样品达到气液平衡 ， 用测高仪读取 ｕ型压力计水 银高度 ， 差值即为该温度下样品的蒸汽总压。
１ 实 验 部分
１ １ 主要试 剂与 实验装 置 ．
２ 实验 数 据 处 理
２ １ 汽 液平衡 关 系 ．
中图分类号 ： Ｔ ０ ５ １ Ｑ １ ． 文献标识码 ： Ａ 文章编号 ： １０ ０ ４—２ ５ ２ １ ） ３０ ２ －４ ７ Ｘ（０ ０ ０ － ８０ ０
丙 烯酸 是重 要 的化 工原 料 ， 在卫 生 用 品 、 涤 洗
２ 脱气 将 平 衡 器 下 端 样 品 池 浸 入 液 氮 冷 ）
分 ， 度 经 气 相 色 谱 仪 分 析 确 定 ， 醋 酸 ）＝ 纯 ｗ（ ９ ． ％ ， 杂质 峰 ） ９９ 无 。
二元系统汽液平衡数据的测定说明书
目录一、实验装置图 (2)二、实验设备的特点 (3)三、实验设备的主要部件及简介 (3)四、主要技术指标 (3)五、操作要点及注意事项 (4)六、实验数据处理 (5)七、数据处理软件安装与使用 (6)一、实验装置图1、实验装置照片2、改进的Ellis 气液两相双循环型蒸馏器1234567891011121314图2 改进的Ellis 气液两相双循环型蒸馏器1– 蒸馏釜；2–加热夹套内插电热丝；3–蛇管；4–液体取样口；5–进料口； 6–测定平衡温度的温度计；7–测定气相温度的温度计；8–蒸气导管；9、10–冷凝器；11–气体冷凝液回路；12–凝液贮器；13–气相凝液取样口；14–放料口二、实验设备的特点设备用作常压下汽–液平衡数据的测定。
一定配比的醋酸与水装入平衡釜中，在磁力搅拌下开启电加热系统，使料液沸腾，汽液相经平衡釜蛇管充分混和后于平衡温度测量口喷出，测得汽液平衡温度，汽相经冷凝器冷凝后存于储存器中，多余冷凝液回至平衡釜中。
物料经此过程循环一定时间后达汽–液平衡。
分析平衡汽、液相组成，可获得有关的热力学参数。
通过实验可使学生了解缔合系统汽–液平衡数据的关联方法，从实验测得的T–P–X–Y数据计算组份的活度系数。
本设备采用磁力搅拌装置，改善了传热过程，从而根本上克服了在汽液平衡数据测定过程中的爆沸现象，可用于不同体系的汽液平衡数据的测定，适用性大，测得的平衡数据正确可靠。
三、实验设备的主要部件简介1、仪表柜（铁制）2、双循环玻璃平衡釜（爱立斯釜）玻璃制，有三组加热，其中1组用于物料的加热，另2组用于气相的保温，均采用可调电加热的形式。
3、电磁搅拌仪：上海司乐仪器厂生产，其与平衡釜接触处有不锈钢皮保护，防止腐蚀，搅拌速度可调。
4、智能仪表：共3个，用于控制加热电压，显示控制电压的比例。
四、主要技术指标双循环玻璃平衡釜加液量：250～300ml；物料加热功率0～150W；上下保温电功率：0～50W；最高使用温度150℃；使用压力：常压。
乙醇 环己烷气液平衡相图的绘制实验报告
环己烷－乙醇双液系气液平衡相图的绘制成绩班级：同组：姓名：学号：一、实验目的 1．测定常压下环己烷－乙醇二元系统的气液平衡数据，绘制沸点－组成相图。
2．掌握双组分沸点的测定方法，通过实验进一步理解分馏原理。
3．掌握阿贝折射仪的使用方法。
二、实验原理xT－），根据体系恒定压力下，真实的完全互溶双液系的气－液平衡相图（对拉乌尔定律的偏差情况，可分为3类：1(a)混合物的沸点介于两种纯组分之间，如甲苯－苯体系，如图（1）一般偏差：所示。
）最大负偏差：存在一个最小蒸汽压值，比两个纯液体的蒸汽压都小，混合（2 2.7(b)所示。
物存在着最高沸点，如盐酸—水体系，如图）最大正偏差：存在一个最大蒸汽压值，比两个纯液体的蒸汽压都大，混合（3C C o C o t/o/t t B/t tt B tt AA'xxx'x BA x ABBA BBB(a)(c)(b)2.7(c)）所示。
物存在着最低沸点如图图）1 A t B图二组分真实液态混合物气—液平衡相图（T-x（如该体系属于上述第三种类型，本实验以环己烷－乙醇为体系，在沸点仪）中蒸馏不同组成的混合物，测定其沸点及相应的气、液二相的组成，即图2.8x －T可作出相图。
本实验中两相的成分分析均采用折光率法测定。
折光率是物质的一个特征数值，它与物质的浓度及温度有关，因此在测量物质的折光率时要求温度恒定。
溶液的浓度不同、组成不同，折光率也不同。
因此可先配制一系列已知组成的溶液，在恒定温度下测其折光率，作出折光率－组成工作曲线，便可通过测折光率的大小在工作曲线上找出未知溶液的组成。
三、仪器与试剂沸点仪，阿贝折射仪，调压变压器，超级恒温水浴，温度测定仪，长短取样x 为0、0.2、0.4、0.6、0.8、1.0的环己烷－乙醇管。
环己烷物质的量分数环己烷标准溶液，已知101.325kPa下，纯环己烷的沸点为80.7℃，乙醇的沸点为78.4℃。
25℃时，纯环己烷的折光率为1.4264，乙醇的折光率为1.3593。
汽液平衡数据的测定
课程名称：化工专业实验指导教师：李勇成绩：_________实验名称：气液平衡数据的测定同组学生姓名：一、实验目的和内容二、实验原理及数据处理依据三、实验装置与试剂四、操作方法和实验步骤五、数据记录及处理六、实验结论及误差分析七、分析和讨论汽液平衡数据是最常用的化工基础数据。
许多化工过程如精馏的设计、操作及过程控制等都离不开汽液平衡数据。
在热力学研究方面，新的热力学模型的开发，各种热力学模型的比较筛选等也离不开大量精确的汽液平衡实测数据。
现在，各类化工杂志每年都有大量的汽液平衡数据及汽液平衡测定研究的文章发表。
所以，汽液平衡数据的测定及研究深受化工界人士的重视。
一、实验目的和内容通过测定常压下乙醇—水二元系统汽液平衡数据的实验，使同学们了解、掌握汽液平衡数据测定的方法和技能，熟悉有关仪器的使用方法，将课本上学到的热力学理论知识与实际运用有机地联系在一起。
从而既加深对理论知识的理解和掌握，又提高了动手的能力。
气液平衡测定的种类：由于汽液平衡体系的复杂性及汽液平衡测定技术的不断发展，汽液平衡测定也形成了特点各异的不同种类。
按压力分，有常减压汽液平衡和高压汽液平衡。
高压汽液平衡测定的技术相对比较复杂，难度较大。
常减压汽液平衡测定则相对较易。
按形态分，有静态法和动态法。
静态法技术相对要简单一些，而动态法测定的技术要复杂一些但测定较快较准。
在动态法里又有单循环法和双循环法。
双循环法就是让汽相和液相都循环，而单循环只让其中一相（一般是汽相）循环。
在一般情况下，常减压汽液平衡都采用双循环，而在高压汽液平衡中，只让汽相强制循环。
循环的好处是易于平衡、易于取样分析。
根据对温度及压力的控制情况，有等温法与等压法之分。
一般，静态法采用等温测定，动态法的高压汽液平衡测定多采用等温法。
总之，汽液平衡系统特点各异，而测定的方法亦丰富多彩。
本实验采用的是常压下（等压）双循环法测定乙醇—水的汽液平衡数据。
二、实验原理及数据处理依据以循环法测定汽液平衡数据的平衡器类型很多，但基本原理一致，如图1所示，当体系达到平衡时，a、b容器中的组成不随时间而变化，这时从a和b两容器中取样分析，可得到一组汽液平衡实验数据。
二元系统气液平衡数据测定
二元系统气液平衡数据测定一、实验目的1、了解和掌握用双循环气液平衡器测定二元系统气液平衡数据的方法。
2、了解缔合系统气液平衡数据的关联方法，从实验测得的T-p-某-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。
当达到平衡时，除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：LfVfiiVpyf某（1）iiiiiv1；再忽略压力对流体逸度的影响，常压下，气相可视为理想气体，ifipi从而得出低压下气液平衡关系式为：pyi=γipi某i（2）式中，p——体系压力（总压）；pi——纯组分i在平衡温度下的饱和蒸汽压，可用Antoine公式计算；某i、yi——分别为组分i在液相和气相中的摩尔分率；γi——组分i的活度系数由实验测得等压下气液平衡数据，则可用ipyi（3）某ipi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Wilon方程关联。
Wilon方程为：lnγ1=－ln(某1+Λ12某2)+某2(1221－)（4）某112某2某221某12112－)（5）某221某1某112某2lnγ1=－ln(某2+Λ21某1)+某1(Wilon方程二元配偶函数Λ12和Λ21采用高斯—牛顿法，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22F=(y1实y1计）j(y2实y2计）j（6）j1m三、实验装置与流程示意图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、液相输送不返混及不易爆沸等。
本实验用双循环的小型平衡釜，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、0-50十分之一标准温度计一支5．所用试剂（无水甲醇、异丙醇）为分析纯试剂6.1ml注射器、5ml 注射器三支四、实验步骤1、测十组二元系统气液平衡标准数据。
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。
二元液系气液平衡相图
一、实验目的
1、实验测定乙醇-环己烷二元液系的沸点-组成图， 并由图决定其最低恒沸温度及最低恒沸混合物 的组成。 2、学会阿贝折射仪的使用及维护方法。
二、实验原理
纯液体物质，组成一定的A、B两液体的混合 物，在恒定的压力下沸点为确定值，液体混合物 的沸点随组成不同而改变，因同样温度下，各组 分挥发能力不同，即具有不同的饱和蒸气压，故 平衡共存的气、液两相的组成通常并不相同。因 此在恒定压力下对不同组成的二组分液体进行蒸 馏，测定两相平衡温度及馏出物(气相)和蒸馏液 (液相)的组成，就可绘制出该系统的沸点与两相 组成关系的T-x图，即沸点-组成图，通常称为蒸 馏曲线。
最高点和最低点分别称为最高恒沸点和最低恒沸点，对应的组 成称为恒沸组成，其相应的混合物称为恒沸混合物。
二、实验原理
本实验是在某恒定压力下则定乙醇—正己 烷二组分系统的沸点与组成平衡数据，并绘制 该液体混合物的蒸馏曲线，其类型是系统中两 组分对拉乌尔定律的偏差都不大的类型。
三、实验步骤
1、按图装好沸点仪。 2、用纯乙醇在阿贝折射仪上学会找到所用
二、实验原理
二组分完全互溶液体系统蒸馏曲线可分为三类：
(1)系统中两组分对拉乌尔定律的偏差都不大，在T-x图上溶液 组分对拉乌尔定律都产生较大的负偏差，在p-x图上出现 最小值时，在T-x图上将出现最高点，（如图）
(3)两组分对拉乌尔定律都产生较大的正偏差，在p-x图上出现 最大值时，在T-x图上将出现最低点，（如图）
视场，记下乙醇的折射率nD。 3、测定乙醇的沸点。 4、测定环已烷的沸点。 5、按实验方案测定混合溶液的沸点及组成。 6、数据处理。
四、注意事项
1、加热丝一定要被测液体浸没，否则通电 加热时可能会引起有机液体燃烧。
二元系统汽液平衡数据的测定
实验三 二元系统汽液平衡数据的测定在化学工业中，蒸馏、吸收过程的工艺和设备设计都需要准确的汽液平衡数据，此数据对提供最佳化的操作条件，减少能源消耗和降低成本等，都具有重要的意义。
尽管有许多体系的平衡数据可以从资料中找到，但这往往是在特定温度和压力下的数据。
随着科学的迅速发展，以及新产品，新工艺的开发，许多物系的平衡数据还未经前人测定过，这都需要通过实验测定以满足工程计算的需要。
此外，在溶液理论研究中提出了各种各样描述溶液内部分子间相互作用的模型，准确的平衡数据还是对这些模型的可靠性进行检验的重要依据。
A 实验目的(1) 了解和掌握用双循环汽液平衡器测定二元汽液平衡数据的方法；(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) 学会二元汽液平衡相图的绘制。
B 实验原理以循环法测定汽液平衡数据的平衡器类型很多，但基本原理一致，如图2–4所示，当体系达到平衡时，a 、b 容器中的组成不随时间而变化，这时从a 和b 两容器中取样分析，可得到一组汽液平衡实验数据。
C 预习与思考(1) 为什么即使在常低压下，醋酸蒸汽也不能当作理想气体看待？ (2) 本实验中气液两相达到平衡的判据是什么？(3) 设计用0.1 N NaOH 标准液测定汽液两相组成的分析步骤、并推导平衡组成计算式。
(4) 如何计算醋酸-水二元系的活度系数？ (5) 为什么要对平衡温度作压力校正？(6) 本实验装置如何防止汽液平衡釜闪蒸、精馏现象发生？如何防止暴沸现象发生？D 实验装置12345678910111314图2–5 改进的Ellis 气液两相双循环型蒸馏器1–蒸馏釜；2–加热夹套内插电热丝；3–蛇管；4–液体取样口；5–进料口； 6–测定平衡温度的温度计；7–测定气相温度的温度计；8–蒸气导管；9、10–冷凝器；11–气体冷凝液回路；12–凝液贮器；13–气相凝液取样口；14–放料口本实验采用改进的Ellis 气液两相双循环型蒸馏器，其结构如图2–5所示。
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测定
朱琳 化学S1001 3101302003
A实验目的
①了解和掌握用双循环汽液平衡器测定二元汽 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学会二元汽液平衡相图的绘制。
B实验原理
蒸馏循环线
a
b
循环法测定汽液平衡数据的基本原理示意图
③分析测试汽液组成时，用化学滴定法。
E实验步骤及方法
①加料 从加料口加入配制好的醋酸-水二元溶 液。
②加热 调节电压150-200V左右，开启磁力搅 拌器，缓慢加热至釜液沸腾时，分别接通上、 下保温电源，电压调节在10-15V左右。
③控温 溶液沸腾，气相冷凝液出现，直到冷 凝回流。气相温度控制在比平衡温度高0.5-1 ℃左右。
中参数。 计算结果列入下表
p0A n0B n0A1 nA1 nA2 nB γA γB
G结果讨论
①计算实验数据的误差，分析误差的来源。 ②为何液相中HAc的浓度大于气相？ ③若改变实验压力，汽液平衡相图将作如何变化，
试用简图表明。 ④用本实验装置，设计作出本系统汽液平衡相图
操作步骤。
象发生？如何防止暴沸发生气液两相双循环型蒸 馏器，如图所示。
D实验装置与流程（二）
①改进的Ellis蒸馏器测定汽液平衡数据较准确， 操作也简单，但仅适用于液相和气相冷凝液都是 均相的系统。温度测量用分度为0.1℃的水银温度 计。
②平衡釜加热下方是一个磁力搅拌器，用以加热时 搅拌液体；另还有一个电子控制装置，用以调节 加热电压及上下两组电热丝保温的加热电压。
F实验数据处理
①平衡温度校正
测定实际温度与读数温度的校正：
t实际=t观+0.00016n(t观-t室)
t观:温度计指示值
t室:室温
n:温度计暴露出部分的读数
沸点校正：
tp = t实际 + 0.000125（t+273）(760-pa）
F实验数据处理
②将 tp 、ωHAC气、ωHAC液 输入计算机，计算表
当体系达到平衡时，a、b容器中的组成不随时间 的变化而变化，这时从a和b两容器中取样分析， 可得到一组汽液平衡试验数据。
C预习与思考
①为什么即使在常低压下，醋酸蒸气也不能当作 理想气体看待？
②本实验中气液两相达到平衡的判据是什么？ ③设计用0.1mol/LNaOH标准液测定气液两相组成
的分析步骤、并推导平衡组成计算式？ ④如何计算醋酸-水二元系的活度系数？ ⑤为什么要对平衡温度作压力校正？ ⑥本实验装置如何防止汽液平衡釜闪蒸、精馏现
E实验步骤及方法
④取样 经0.5-1h稳定后，记录平衡温度、气相温 度及大气压力计的大气压力。迅速取8mL的气相 冷凝液及液相于干燥、洁净的取样瓶中。
⑤分析 用化学分析法分析气、液两相组成，每一 组分析两次，分析误差应小于0.5%。
⑥实验结束后，先把加热及保温电压逐步降低到零， 切断电源，待釜内温度降至室温后，关冷却水， 整理实验仪器及试验台。