气液平衡实验报告

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二组分气液平衡相图实验报告

二组分气液平衡相图实验报告

二组分气液平衡相图实验报告二组分气液平衡相图实验报告引言:二组分气液平衡相图是研究物质在不同温度和压力下的相变行为的重要工具。

通过实验测定不同温度和压力下的液相和气相的组成,可以绘制出相图,从而了解物质的相变规律和性质。

本实验旨在通过测定乙醇-水体系在不同温度和压力下的液相和气相的组成,绘制出其气液平衡相图,并分析其相变行为。

实验方法:1. 实验装置本实验使用了一个恒温水浴槽、一个压力计、一个分液漏斗和一个收集气体的烧瓶。

2. 实验步骤首先,将一定量的乙醇和水混合,并在分液漏斗中搅拌均匀。

然后,将混合物倒入烧瓶中,并将烧瓶放入恒温水浴槽中。

调节水浴槽的温度,并记录下温度和压力的数值。

随后,打开分液漏斗的阀门,使烧瓶内的气体逐渐释放出来,并收集在烧瓶中。

当压力稳定时,关闭分液漏斗的阀门,并记录下此时的压力和收集到的气体体积。

重复以上步骤,在不同的温度和压力下进行实验。

实验结果:根据实验数据,我们绘制出了乙醇-水体系的气液平衡相图。

图中横轴表示乙醇的摩尔分数,纵轴表示温度。

根据实验数据的拟合结果,我们得到了相图中的液相区域和气相区域的边界曲线。

通过观察相图,我们可以得出以下几个结论:1. 乙醇和水的气液平衡相图呈现出正常的升华曲线。

随着温度的升高,乙醇的溶解度逐渐减小,直至达到升华温度,乙醇开始升华为气体。

2. 在相图中,液相区域和气相区域之间存在一个临界点。

在临界点以上的温度和压力条件下,液相和气相之间不存在明显的界限,物质呈现出超临界流体的性质。

3. 相图中的等温线和等压线的斜率不同,表明温度和压力对相变行为的影响不同。

温度对相变的影响较大,而压力的影响较小。

讨论与结论:通过本实验,我们成功测定了乙醇-水体系在不同温度和压力下的液相和气相的组成,并绘制出了相应的气液平衡相图。

通过对相图的分析,我们了解到乙醇和水的相变行为和性质。

此外,我们还发现了温度和压力对相变行为的影响差异,并得出了一些结论。

气液相平衡实验报告

气液相平衡实验报告

气液相平衡实验报告实验目的:探究气液相平衡的基本规律和影响因素。

实验器材:1. 恒温水浴槽2. U型玻璃管3. 气压计4. 液体试剂5. 多孔瓷芯6. 温度计7. 固体试样实验原理:气液相平衡是指在一定温度下,气体和液体之间达到平衡状态的现象。

实验中,使用U型玻璃管连接液体试剂和气压计,通过控制温度和将气态和液态物质接触,观察两相之间达到平衡时的气体压力,并推断出气液相平衡的规律。

实验步骤:1. 准备实验器材,搭建实验装置。

2. 将恒温水浴槽加热至设定温度。

3. 将液体试剂注入U型玻璃管中,保证一浸没在水中,另一端露出水面。

4. 预热液体试剂至与水浴槽温度相同。

5. 打开气压计的阀门,使其与U型玻璃管内的气体接触。

6. 观察并记录气压计读数,并等待数分钟使气液平衡达到稳定。

7. 将温度计插入水浴槽,记录水浴温度。

8. 重复以上步骤,分别在不同温度和液体试剂条件下进行多次实验。

实验结果与讨论:1. 实验结果将以表格的形式呈现,记录每次实验所得的气体压力和温度数据。

2. 根据实验数据,绘制气体压力与温度之间的图像。

3. 分析图像中的趋势,推导气液相平衡的规律。

4. 探讨温度、压力和液体性质对气液相平衡的影响。

结论:通过本实验,我们得出了气液相平衡的实验数据,并绘制出相应的图像,从图像中可以看出,随着温度的升高,气体压力也相应增加。

这说明在一定温度下,气体的压强与温度呈正相关关系。

实验还发现,不同的液体试剂在相同温度下存在着不同的气压计读数,提示不同的液体试剂在气液相平衡中具有不同的特性。

我们的实验结果验证了气液相平衡的规律,为进一步研究和应用气液相平衡的相关领域提供了实验依据和理论支持。

附注:本实验只给出了基本实验步骤和结果讨论,详细的数据和图像以及进一步的分析可参考实验记录表和附件中的实验数据。

双液系的气-液平衡相图的绘制实验报告

双液系的气-液平衡相图的绘制实验报告

实验四 双液系的气-液平衡相图的绘制一、目的要求1.用沸点仪测定大气压下乙醇—环己烷或异丙醇-环己烷双液系气-液平衡时气相与液相组成及平衡温度,绘制温度—组成图,确定恒沸混合物的组成及恒沸点的温度。

2.了解物化实验中光学方法的基本原理,学会阿贝折光仪的使用。

3.进一步理解分馏原理。

二、实验原理两种在常温时为液态的物质混合起来而组成的二组分体系称为双液系。

两种液体若能按任意比例互相溶解,称为完全互溶的双液系;若只能在一定比例范围内互相溶解,则称部分互双液系。

双液系的气液平衡相图t x -图可分为三类。

如图4.1。

图 4.1 二元系统t x -图这些图的纵轴是温度(沸点),横轴是代表液体B 的摩尔分数B x 。

在t x -图中有两条曲线:上面的曲线是气相线,表示在不同溶液的沸点时与溶液成平衡时的气相组成,下面的曲线表示液相线,代表平衡时液相的组成。

例如图4.1(a)中对应于温度t 1的气相点为y 1,液相点为1l ,这时的气相组成y 1点的横轴读数是g B x ,液相组成点1l 点的横轴读数为lB x 。

如果在恒压下将溶液蒸馏,当气液两相达平衡时,记下此时的沸点,并分别测定气相(馏出物)与液相(蒸馏液)的组成,就能绘出此t x -图。

y 1l 1t 1g Bx l Bx AB t/℃(a )气液t/℃AB B x →(b )t/ ℃气液ABB (c )图4.1(b)上有个最低点,图4.1(c)上有个最高点,这些点称为恒沸点,其相应的溶液称为恒沸混合物,在此点蒸馏所得气相与液相组成相同。

三、仪器和药品1.仪器玻璃沸点仪一套;阿贝折光仪一台;WLS 系列可调式恒流电源一台;SWJ 型精密数字温度计一台;SYC 超级恒温槽一台。

2.药品无水乙醇(AR )或异丙醇(AR );环己烷(AR )。

四、实验步骤(一)、步骤1.按图4.2连好沸点仪,数字贝克曼温度计,感温杆勿与电热丝相碰。

2.接通冷凝水,用超级恒温槽完成冷凝循环。

二组分气液平衡相图实验报告

二组分气液平衡相图实验报告

二组分气液平衡相图实验报告实验目的,通过实验,掌握二组分气液平衡相图的测定方法和实验技术。

实验原理,在一定温度下,将两种组分的混合物置于容器中,通过调节温度和压力,观察和记录气液相变的情况,最终绘制出气液平衡相图。

实验仪器,实验中所用的仪器有压力计、温度计、气液平衡相图测定装置等。

实验步骤:
1. 将两种组分混合物置于气液平衡相图测定装置中,调节温度和压力;
2. 观察和记录气液相变的情况,包括气液相变的压力和温度值;
3. 根据记录的数据,绘制出气液平衡相图。

实验结果与分析:
通过实验测定和数据处理,得到了二组分气液平衡相图。

在图中,我们可以清晰地看到气相和液相的边界,以及气液相变的压力和温度值。

根据相图的形状和数据分析,我们可以得出一些结论和规律。

实验结论:
1. 随着温度的升高,气相区域逐渐扩大,液相区域逐渐缩小;
2. 随着压力的升高,气相区域逐渐扩大,液相区域逐渐缩小;
3. 在一定温度下,压力越大,气相区域越大,液相区域越小;
4. 在一定压力下,温度越高,气相区域越大,液相区域越小。

实验总结:
通过本次实验,我们掌握了二组分气液平衡相图的测定方法和实验技术,了解了气液相变的规律和特点。

同时,也加深了对相图的理解和应用,为今后的实验和研究工作打下了坚实的基础。

结语:
二组分气液平衡相图实验是化学实验中的重要内容,通过本次实验,我们不仅学会了实验操作技巧,更重要的是对气液平衡相图有了更深入的理解。

希望通过今后的学习和实践,能够更好地运用这些知识,为科学研究和工程应用做出贡献。

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

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。

双液系的气液平衡相图实验报告

双液系的气液平衡相图实验报告

双液系的气液平衡相图实验报告实验报告题目:双液系的气液平衡相图实验报告摘要本实验通过构建双液系的气液平衡相图,研究了不同温度下甲醇和水的相互溶解性及气液平衡条件。

实验结果表明,在不同温度下,甲醇与水的相互溶解性呈现出明显的变化,而气液两相互相应的平衡条件也随之调整。

通过实验分析,我们可以更好地理解气液体系的相互作用规律,为进一步研究更加复杂的气液相互作用提供了帮助。

关键词:双液系;气液平衡;相图;甲醇;水引言气液相互作用是物理化学领域中的重要研究方向之一,对于理解和预测一系列工业和自然界现象都具有重要作用。

而气液平衡相图则是描述气液相互作用的重要工具,通过该图谱,我们可以直观地了解不同气体与液体在不同条件下的溶解性和相互作用规律,为进一步研究气液相互作用提供了帮助。

本实验旨在通过构建双液系的气液平衡相图,研究不同温度下甲醇和水的相互溶解性和气液平衡条件。

实验部分1.材料与仪器材料:甲醇、水;仪器:压力计、温度计、热水浴、磁力搅拌器、圆底烧瓶。

2.实验步骤(1)取一定量的甲醇和水,按一定比例混合,制备出不同质量分数的甲醇-水混合物;(2)将混合物置入圆底烧瓶中,在磁力搅拌器的作用下充分搅拌;(3)将圆底烧瓶放置于热水浴中,通过控制水浴的温度,固定实验温度;(4)在压力计的指导下,对甲醇-水混合物进行气液相平衡测量,记录平衡压力,并计算得出相应的气液分压比;(5)测量完成后,将实验结果作图,构建出气液平衡相图。

3.结果与分析在实验中,我们固定温度为25℃,制备出了不同质量分数的甲醇-水混合物,然后通过压力计测量出不同混合物下的气液相平衡条件,得到相应的气液分压比。

最终,我们将实验结果汇总并作图,得到如下气液平衡相图:(注:图中X1和X2为甲醇在混合液中的质量分数,P为混合液的平衡气相和液相的压力,分别为纵轴和横轴)通过对该图的分析,我们发现在不同温度下,甲醇与水的相互溶解性呈现出显著变化,而在不同混合液组成下,气液两相也呈现出明显的平衡条件变化。

(完整版)气液平衡实验报告

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化工专业实验报告实验名称:二元气液平衡数据的测定实验人员:同组人实验地点:天大化工技术实验中心606 室实验时间:2015年4月20日下午14:00年级:2014硕;专业:工业催化;组号:10(装置2);学号:指导教师:______赵老师________实验成绩:_____________________一.实验目的(1)测定苯-正庚烷二元体系在常压下的气液平衡数据;(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。

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。

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。

所以,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。

图1 平衡法测定气液平衡原理图当达到平衡时,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,即逸度相等,其热力学基本关系为:常压下,气相可视为理想气体,Φ=1;再忽略压力对液体逸度的影响,f i=p i0,i从而得出低压下气液平衡关系式为:式中,p----------------体系压力(总压);p i0------------纯组分i在平衡温度下饱和蒸气压;x i、y i-------分别为组分i在液相和气相中的摩尔分率;r i-------------组分i的活度系数;由实验测得等压下气液平衡数据,则可用下式计算不同组成下的活度系数: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。

二组分气液平衡相图实验报告

二组分气液平衡相图实验报告

二组分气液平衡相图实验报告实验目的,通过实验研究,了解和掌握二组分气液平衡相图的构造和应用,掌握构造气液平衡相图的方法和技巧。

实验仪器和设备,气液平衡相图实验装置、压力计、温度计、样品瓶、气液分离器、温度控制器等。

实验原理,气液平衡相图是研究气体和液体之间平衡状态的图表,它表征了在一定温度和压力下,气体和液体之间的平衡状态。

在气液平衡相图中,通常横坐标表示组分的摩尔分数或体积分数,纵坐标表示压力或温度。

实验步骤:1. 样品制备,按照实验要求,制备好所需的样品,保证样品的纯度和浓度。

2. 装置调试,将气液平衡相图实验装置进行调试,保证仪器的正常运行。

3. 实验操作,将样品加入到样品瓶中,根据实验要求进行温度和压力的控制,观察气液平衡的状态。

4. 数据记录,记录实验过程中的温度、压力和组分等数据,以备后续分析和处理。

实验结果:通过实验观察和数据记录,得到了二组分气液平衡相图的实验数据。

根据实验结果,我们可以绘制出气液平衡相图,并通过图表分析得出相应的结论。

实验结论:通过本次实验,我们成功地制备了二组分气液平衡相图,并对实验结果进行了分析和总结。

通过实验数据的处理和图表的绘制,我们得出了相应的结论,并对气液平衡相图的构造和应用有了更深入的了解。

实验总结:本次实验对于我们深入了解气液平衡相图的构造和应用具有重要意义。

通过实验操作和数据处理,我们不仅掌握了构造气液平衡相图的方法和技巧,还对气液平衡相图的应用有了更加全面的认识。

希望通过本次实验,能够加深我们对气液平衡相图的理解,为今后的研究工作奠定基础。

以上就是本次二组分气液平衡相图实验的报告内容,谢谢阅读!。

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化工专业实验报告实验名称:二元气液平衡数据的测定实验人员:同组人实验地点:天大化工技术实验中心606室实验时间:2015年4月20日下午14:00年级:2014硕;专业:工业催化:组号:10 (装置2);学号: 指导教师:赵老师实验成绩:一. 实验目的(1) 测定苯-正庚烷二元体系在常压下的气液平衡数据;(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Wils on 方程关联实验数据。

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。

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。

所以, 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, 即逸度相等,其热力学基本关系为:每一组分的化学位也相等,常压下,气相可视为理想气体,①i = 1;再忽略压力对液体逸度的影响,f i=p i°, 从而得出低压下气液平衡关系式为:卫开=加Xf式中,p ---------- 体系压力(总压);p i0----------- 纯组分i在平衡温度下饱和蒸气压;Xi、yi——分别为组分i在液相和气相中的摩尔分率;r 组分i的活度系数;由实验测得等压下气液平衡数据,则可用下式计算不同组成下的活度系数:f i材J计算出不同组成下的活度系数:Inr.=-lnfx, +A + ——J-------------- 匕-----\X[+^12^2勺+心声丿In/; = - In I x.亠人叶X])4 旳A2I A l2本实验中活度系数和组成关系采用Wilso n方程关联。

Wilso n方程为:目标函数选为气相组成误差的平方和,即:F = £ [(儿-儿):+ (九-九):]三、实验装置和试剂(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。

本实验用气液双循环的小平衡釜,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、0-50十分之一的标准温度计一支。

(5)所用试剂(苯、正庚烷)为优级品。

(6)注射器(1ml、5ml)若干。

hi 2 4、气池"吃讥总阳l-tltu:2—q柑取样」m—气郴T液槪4一连通管;1缓冲球:6-UI貂h 1 护衡車*-仲型t 1船世计仑铃土1—盜椰取杠Lh H—液糟ITiftffh 1?—捉IHh 11—津誇圧1 2—加抽直哲:15—真空甦陰’】&—加M没血图2小气液平衡釜示意图四、实验过程(1)首先开启超级恒温槽,调节温度至测定折射率所需温度25C。

(2)测温套管中道入甘油,将标准温度计插入套管中,并在温度计露出部分中间固定一支温度计。

因本实验对温度要求较严,需对温度进行校正。

(3)检查整个系统的气密性,因为我们这个系统都是密闭的。

检测方法是将100毫升针筒与系统相连,并使系统与大气隔绝,针筒缓缓抽出一点压力,发现硅油U型管的两个液柱差不变时(说明系统是密闭的),然后再通大气(已由教师检测完成)。

(4)我们做的是常压下的气液平衡,当天的大气压需要读出。

(5)在平衡釜内加入一定浓度的苯一正庚烷混合液约20-30ml (已加好),使液体处在图2中加料液面处,一般由实验点数决定,通常取摩尔浓度在0.1-0.15之间变化,故开始加入的浓度可使轻组分含量较多,然后慢慢增加重组分的浓度。

打开冷却水,安放好加热器,接通电源。

控制加热电流,开始时给0.1A,5min后给0.2A,慢慢调到0.25A左右即可,以平衡釜内液体沸腾为准。

冷凝回流液控制在每秒2-3 滴。

稳定地回流15min左右,以建立平衡状态。

(6)达到平衡后,需要记录下两个温度计的读数,此温度为平衡温度,并用微量注射器分别取两相样品,通过阿贝折射仪测定样品的折射率,然后根据平衡图,查得不同的组成含量。

关掉电源,加热器拿下,釜液停止沸腾。

(7)用注射器从釜中取出3ml的混合液,然后加入4或5ml左右的苯纯溶液,重新建立平衡。

加哪一种纯物料,根据你上一次的平衡温度而定,以免各实验点分配不均,重复上述操作5次,得到不同组成下平衡组成。

(8)实验完毕,关掉电源和水源。

五、实验数据记录和处理通过多次改变混合液的组成,得到五组实验数据如下表 1所示:(一)混合液气液平衡时原始数据表1实验数据记录表t 主(C ) t 辅(C ) 液相折射率液相组成(%) 气相折射率 气相组成(%)94.00 25.00 1.3946 21.4 1.3965 24.4 88.55 24.80 1.4015 30.4 1.4134 45.0 87.90 25.80 1.4106 41.2 1.4196 50.8 86.1525.11 1.4150 46.6 1.4302 59.2 84.2524.501.427056.81.442068.8(二)实际平衡温度的计算平衡温度的计算方法如下:t 实际=t 主 +t 修正 +t 校正其中:t 校正=kn (t 主-t 辅) k 取0.00016; n 取60C ;t修正可以通过温度计修正记录表(表2)数据使用三阶样条插值法,得到每次 的修正温度。

例如使用t 主=879C 为例:(当x=87.9时,修正值:0.069)经过计算得到液体平衡时实际的温度如表 3所示:修正值x 85 x 90 80 85 80 900.08 x 80 x 90 85 80 85 900.07 x 80 x 85 90 80 90 850.07表3气液平衡时实际温度(三) 苯和正庚烷纯组分在本实验不同温度下的饱和蒸汽压和活度系 数的计算 (1)苯和正庚烷纯组分在本实验不同温度下的饱和蒸汽压的计算由Antoine (安托尼)公式: lgP i°=A i - B i /(C i +t) 式中:t —温度,C(即计算所得的实际温度) 所以可得到:Pi 0=10纯物料的Antoine 常数见表4以87.90C 为例: 苯的饱和蒸气压 p 10=10(6-87987-1196-76 ^219-161+88-5650)) =979.10 mmHg 正庚烷的饱和蒸气压 P 20=10(6-89386-1264-37®6.64+88.5650)=563.86 mmHg计算五组纯组分饱和蒸汽计算结果见表 5表5:纯组分饱和蒸汽在实验温度下计算结果(2)苯和正庚烷纯组分在本实验不同温度下的活度系数的计算P o —饱和蒸汽压,mmHg由实验测得等压下气液平衡数据,则可用下式计算不同组成下的活度系数:以87.90C 为例计算:py 2760 (100 50.80) 1 1278Y 2x 2 p 0(100 41.2) 563.86目标函数选为气相组成误差的平方和,即m2 2F= (y 1 实-y 1 计)j +(y 2 实-y 2 计)jj 1用非线性最小二乘法拟合:matlab 拟合程序见下:fun cti on F=li(bb)x1=[0.214 0.304 0.412 0.466 0.568] x2=[0.786 0.696 0.588 0.534 0.432]t 实际(C )苯的液相 组成(%) 苯的气相 组成(%)苯的饱和 蒸气压 (mmHg )正庚烷饱 和蒸气压 (mmHg ) 苯的活度 系数 正庚烷的活度系数94.7508 21.4 24.4 1168.05 681.49 0.7418 1.0726 89.2309 30.4 45.0 998.21 575.69 1.1270 1.0432 88.5650 41.2 50.8 979.10 563.86 0.9570 1.1278 86.8036 46.6 59.2 929.90 533.48 1.0383 1.0885 84.894456.8 68.8878.77502.041.04761.0933表6苯和正庚烷活度系数计算表12py iT0 1X 1P1760 50.80 41.2 979.100.9570(四)用非线形最小二乘法回归配偶参数AA 21并求液相组成活度系数和组成关系采用12X 2 ) X 2 (1221)X 112X 2X 221X 1In 2=-ln (x 2人(一X 221X1 X 112 X 2Wilson 方程关联In 1=-ln (论21X 1)2112y1=[0.244 0.450 0.508 0.592 0.688] y2=[0.756 0.550 0.492 0.0.408 0.312] p10=[1168.05 998.21 979.10 929.90 878.77 ] p20=[681.49 575.69 563.86 533.48 502.04] fori=1:4F(i)=y1(i)-p10(i)*x1(i)/760*exp(-log(x1(i)+bb(1)*x2(i))+x2(i)*(bb(1)/(x1 (i) +bb(1)*x2(i))-bb (2)/(x2(i)+bb (2)*x1(i)))) end fori=5:8 j=i-4F(i)=y2(j)-p20(j)*x2(j)/760*exp(-log(x2(j)+bb (2) *x1(j))+x1(j)*(bb (2)/(x2 (j) +bb (2) *x1(j))-bb(1)/(x1(j)+bb(1)*x2(j)))) end运行得:bb= 0.0737 2.6058Res norm= 0.0137即所得的二元配偶参数A 12=0.0737; A 21=2.6058,方差为 0.0137。

2)计算苯的气相浓度: 取平衡温度87.90C 为例:f AA )1口斤二-In (码十馆止)十可 ----------- -------------- ---+ A I2X 2 X 2 +A :I X J Jr 1 exp In 0.412 0.0737 0.588 0.5880.0737 0.412 0.0737 0.5882.6058 0.588 2.6058 0.4120.96090 A % P1p 0.9609 0.412 979.107600.51分别计算五组数据可得表 5表5苯的计算气相浓度得到实验和计算的t-x-y相图如下:(六)结果分析讨论1)实验结果讨论从实验的结果的相图和气相组成的实验值和计算值的比较来看,本次实验测得以及回归所得实验数据可靠,误差均在实验允许范围内。

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