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二元系统气液平衡数据的测定实验报告.docx

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二元系统气液平衡数据的测定实验报告   化工专业实验   实验名学专班姓指导教日称:二元系统气液平衡数据测定院:业:级:名:芦亚婷学号0940XX206师:期:   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虽多,但基本原理相同,如图1所示。当   fiL?fiV(1)?ipyi??ifi0xi   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,fi?pi0从而得出低压下气液平衡关系式为:   pyi=γipi0xi(2)式中,p—体系压力;   pi0—纯组分i在平衡温度下的饱和蒸汽压,可用Antoine公式计算;xi、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   ?i?   pyixip   0i   (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:lnγ1=-ln(x1+Λ12x2)+x2(   ?12x1??12x2   ?21x2??21x1   -   ?21x2??21x1   )(4)   lnγ2=-ln(x2+Λ21x1)+x1(   -   ?12x1??12x2   )(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   m   F   22   ?(y2?y2)=?(y1?y1)jj(6)   实   计   实   计   j?1   三、主要仪器设备与实验装置流程图   1.平衡釜一台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   5.所用试剂为分析纯试剂。   四、实验步骤   1、测11组二元系统气液平衡标准数据。实验室大气压值取。2、平衡釜内加入一定浓度的甲醇-异丙醇溶液,并没过注射器针头。打开冷却水,接通电源。开始时加热电流给到,五分钟后给到,以平衡釜内液体沸腾,冷凝回流液控制在每秒1~2滴。稳定回流约15min,以建立平衡状态。3、到平衡后,记录温度计的读数,用微量注射器分别取两相样品,用阿贝折射仪测定其折射率。   4、注射器从釜中取出2ml混合溶液,然后加入等量的一种纯物质,重新加热建立平衡。加入哪种物料,视上一次平衡组成而定,以免各实验点分布不均,重复实验5次。   5、实验完毕,关掉电源和水源,处理实验数据。   五、实验数据处理   (1)数据处理   甲醇密度ρ=/ml甲醇摩尔质量=32g/mol异丙醇密度ρ=/ml异丙醇摩尔质量=60g/mol   表1二元系统气液平衡标准数据   表2实验测定混合液两相平衡数据   查资料得,列表如下:根据安托尼(Antoine)公式,lg(Ps/kPa)=A-B/(C+t/℃),求得异丙醇在各温度下饱和蒸汽压。甲醇的饱和蒸汽压数据由已知数据用内插法求得。列表如下:计算不同组成下的活度:   化工专业实验报告   学院:化学工程学院专业:化学工程与工艺班级:姓名:学号同组者姓名:指 导教师:日期:   实验名称: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-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:   ?L?f?Vfii   ?Vpy??fsx(1)?iiiii   ?v?1;再忽略压力对液体逸度的影响,常压下,气相可视为理想气体,?i   fi?pi0从而得出低压下气液平衡关系式为:   pyi=γipisxi(2)   式中,p——体系压力;   pis——纯组分i在平衡温度下的饱和蒸汽压,可用Antoine公式计算;xi、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   ?i?   pyi   (3)xipis   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:   lnγ1=-ln(
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