化工热力学课件第4章相平衡和化学平衡

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
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。
化学反应平衡简介
以人为本，和谐共赢。21.2.2321.2. 23Tu esday, February 23, 2021
进入容器、设备八个必须。09:58:4 809:5 8:480 9:582 /23/2 021 9:58:48 AM
发现问题马上报，及时处理要做好。 21.2.2 309:5 8:480 9:58F eb-21 23-Fe b-21
整理整顿做得好，生产管制难不倒。 21.2.2 32021 年2月 23日星 期二9 时58分 48秒2 1.2.23
谢谢大家！
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：
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。
安全为了生产，生产必须安全。上午 9时58 分48秒 上午9 时58分 09:58: 4821. 2.23
安全责任为天，生命至高无上。21.2 .2321. 2.230 9:580 9:58: 4809: 58:48 Feb-2 1
安全是金桥，通往幸福路。2021年2 月23日 星期二 9时58 分48秒 Tuesd ay, February 23, 2021
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
源自文库二元共沸物系相图 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
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。
安全生产，人人有责，遵章守纪，保 障安全 。09:5 8:480 9:58: 4809: 58Tue sday, February 23, 2021
安全帽、挡住飞来的横祸，呵护宝贵 生命。 21.2.2 321.2. 2309: 58:48 09:58 :48Fe bruary 23, 2021
素养-塑造人的品质，建立管理根基。 2021 年2月2 3日上 午9时5 8分21. 2.232 1.2.23
参比态为 x→0
pt≈pssolv
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
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
严是爱，松是害，疏忽大意事故来。 2021年 2月23 日星期 二上午 9时58 分48秒 09:58 :4821 .2.23
凭技术开拓市场，凭管理增创效益， 凭服务 树立形 象。20 21年2 月上午 9时58 分21.2 .2309 :58Fe bruary 23, 2021
安全生产五同时，各级领导要落实， 全国人 民奔小 康，安 全文明 第一桩 。2021 年2月 23日星 期二9 时58分 48秒0 9:58: 4823 February 2021
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