二元系统气液平衡数据测定

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 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 ，即可得到一组平衡数据。 蒸汽循环线 蒸汽 凝液 加热 A 冷 凝 器 B 液体 液体循环线 图, 平衡法测定气液平衡原理图 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: LVˆˆ ……………………………… (1) f,fii 0ˆ ,py,,fx iiiii vˆ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，,,1i 0从而得出低压下气液平衡关系式为: f,pii 0 py=γpx ………………………………(2) iiii 式中，p——体系压力(总压); 0 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、y——分别为组分i在液相和气相中的摩尔分率; ii γ——组分i的活度系数。 i 由实验测得等压下气液平衡数据，则可用 pyi ………………………………....(3) ,,i0xpii 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: ,,1221 lnγ=,ln(x+Λx)+x( ,)…………….(4) 111222x，,xx，,x11222211 ,,2112 ,)……………..(5) lnγ=,ln(x+Λx)+x(222111x，,xx，,x22111122 Wilson方程二元配偶 函数 excel方差函数excelsd函数已知函数     2 f x m x mx m      2 1 4 2拉格朗日函数pdf函数公式下载 Λ和Λ采用最小二乘法，由二元气液平衡数据1221 回归得到。 目标函数选为气相组成误差的平方和，即 m22F= ……………………….…… (6) (y,y)，(y,y),jj计计实1实212,j1 三、实验装置及 流程 快递问题件怎么处理流程河南自建厂房流程下载关于规范招聘需求审批流程制作流程表下载邮件下载流程设计 1、仪器:平衡釜一台;阿贝折射仪一台;50,100?十分之一的 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 温度计一支;1ml注射器4支、5ml注射器2支。 2、试剂:无水乙醇，异丙醇，均为分析纯试剂。 3、流程 1 7 28 93 4 510 116121613 14 15 图2,小气液平衡釜示意图 1,磨口;2,气相取样口;3,气相贮液槽;4,连通管;5,缓冲球;6,回流管; 7,平衡室;8,钟罩;9,温度计套管;10,液相取样口;11,液相贮液槽;12,提升管; 13,沸腾室;14,加热套管;15,真空夹套;16,加料液面 图2 双循环平衡釜示意图 1-磨口;2-气相取样口;3-气相贮液槽;4-连通管;5-缓冲球;6-回流管;7-平衡室;8-钟罩;9-温度计套管;10-液相取样口;11-液相贮液槽;12-提升管;13-沸腾室;14-加热套管;15-真空套管;16-加料液面 四、实验步骤 1、测11组二元系统气液平衡标准数据，无水甲醇与异丙醇的比例从0至100%，间隔为10%。 2、实验测定的是常压下的气液平衡数据，读取实验室大气压值为101.325kpa。 3、平衡釜内加入一定浓度的无水甲醇和异丙醇溶液，并没过注射器针头。打开冷却水，接通电源。先从釜中抽出一定量的原溶液。开始时缓慢加热，开始加热电流为0.25A左右，平衡釜内液体沸腾。冷凝回流液控制在每秒2~3滴。稳定回流约15min，以建立平衡状态。 4、平衡后，用微量注射器分别取两相样品，用阿贝折射仪分析测定其组成。 5、注射器从釜中取出2~5ml混合溶液后，再加入过量1ml的相对组分较少的那一种纯物料，重新建立平衡。加入那种物料，视上一次平衡温度而定，以免各实验点分布不均，重复实验5次。 6、实验完毕，关掉电源和水源，处理实验数据。 五、原始数据(附页) 表1 二元系统气液平衡标准数据 异丙醇/% 无水甲醇/% 折射率 0 100 1.3269 10 90 1.3311 20 80 1.3359 30 70 1.3429 40 60 1.3468 50 60 1.3518 60 40 1.3557 70 30 1.3600 80 20 1.3653 90 10 1.3697 100 0 1.3746 表2 实验测定混合液两相平衡数据 次数 温度/? 液相折射率 气相折射率 1 71.35 1.3540 1.3467 2 72.10 1.3579 1.3470 3 72.85 1.3582 1.3511 4 73.40 1.3611 1.3519 5 73.95 1.3605 1.3541 6 74.40 1.3623 1.3544 六、数据处理 B1、绘制标准组成,折光率图 Data1B 图1 异丙醇的组成,折光率标准图 1.38 1.37 1.36 1.35 1.34 1.33 1.320.00.20.40.60.81.0 由图可得线性方程为:Y= 0.04765X+ 1.32715 2、求组分的摩尔分率及对应温度下的饱和蒸汽压 表3 组分的摩尔分率及对应温度下的饱和蒸汽压 气相异丙醇液相异丙醇 的体积分数次数 温度/? 气相折射率 的体积分数液相折射率 x1y 1 0.5635 1 71.35 1.3467 0.4103 1.3540 0.6453 2 72.10 1.3470 0.4166 1.3579 0.6516 3 72.85 1.3511 0.5026 1.3582 0.7125 4 73.40 1.3519 0.5194 1.3611 0.6999 5 73.95 1.3541 0.5656 1.3605 6 74.40 1.3544 0.5719 1.3623 0.7377 查表得: 组分 A B C 无水甲醇 7.20587 1582.271 239.726 197.593 异丙醇 6.86634 1360.183 s根据安托尼(Antoine)公式，lg(P/Kpa)=A-B/(C+t/?)，求得各温度下饱和蒸汽 压，如下表: 表4 各温度下组分的饱和蒸汽压 温度/? 甲醇的饱和蒸汽压P/Kpa 异丙醇的饱和蒸汽PKpa SS/ 71.35 131.65 64.39 72.10 135.40 66.51 72.85 139.24 68.69 73.40 142.12 70.32 73.95 145.05 71.97 74.40 147.48 73.37 3、计算不同组成下的活度 假设两个配偶系数分别为Λ=1，Λ=2 1221 pyi 由式(4)和(5)求得 lnγ和lnγ，再根据, 可求得y。 ,12iisxpii 表5 各组分气相摩尔分率的计算值 气相甲醇组成计气相异丙醇组成温度? γ γ 12算值 计算值, 0.8575 0.7771 0.5329 0.2178 71.35 0.6972 0.8976 0.2748 0.3798 72.10 0.8006 0.8270 0.4467 0.2924 72.85 0.8107 0.8188 0.4629 0.2801 73.40 73.95 0.6835 0.8036 0.3998 0.2525 74.40 0.8532 0.7813 0.5274 0.2243 m22F= (y,y)，(y,y),jj1122计计实实,j1 222=(0.4103-0.4107)+(0.5897-0.7396)+(0.4166-0.4604)+ 112222(0.5834-0.7009)+(0.5026-0.5026)+(0.4974-0.7162)+ 233 222(0.5194-0.5206)+(0.4806-0.6879)+(0.5656-0.5261)+ 445222(0.4344-0.7109)+(0.5719-0.5570)+(0.4281-0.6960) 566 =0.279 4、由异丙醇组成实验值和上表求出的异丙醇组成的计算值作温度t-x-y图 其中:虚线为实验值，实线为计算值 图2 异丙醇实验值与计算值的温度组成图 七、分析与讨论 由上述计算结果可知，在相同的温度下，无水甲醇和异丙醇的实验值均比计算值要高，由实验数据的离散程度可知该实验所得的数据存在较大的误差。 可能的原因: 1. 针筒注射时有一些液体漏出 2. 针筒抽出液体时要用待测液润洗不彻底，导致实验误差。 3. 测折射率时有一组数据明显偏大，可能是测量时没有等系统完全稳定就量取 液体。 八、思考 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 1、实验中怎样判断气液两相已达到平衡, 答:气液两相达平衡时，回流滴下来的液体速率平稳，大约在每秒2-3滴，且一段时间内温度维持不变。 2、影响气液平衡测定准确度的因素有那些, 答: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。 3、为什么要确定模型参数，对实际工作有何作用, 答:用于研究生产可能性，在实际操作过程中，有时可以根据实验所得等比放大进行生产。