气液相平衡分析.docx
用气液平衡关系分析吸收过程
1、判断过程的方向
例：在101.3kPa，20℃下,稀氨水的气液相平衡关系为 ： ，若含氨0.094摩尔分数的混合气和组成
的氨水接触,确定过程的方向。 解： 用相平衡关系确定与实际气相组成 成平衡的液相组成
2021/10/24
将其与实际组成比较 ： ∴气液相接触时，氨将从气相转入液相，发生吸收过程。 或者利用相平衡关系确定与实际液相组成成平衡的气相组成
塔底 x1增加
组成为：
组成为y1的混合气
增加塔高 增加吸收剂用量
塔顶y2降低
组成为：
极限 极限
2021/10/24
2021/10/24
2、计算过程的推动力
当气液相的组成均用摩尔分数表示时，吸收的推动力可表示为：
以气相组成差表示的吸收推动力； 以液相组成差表示的吸收推动力。
3、确定过程的极限
所谓过程的极限是指两相充分接触后，各相组成变化的最大可能性。
2021/10/24
组成为y1的混合气
增加塔高 减少吸收剂用量
将其与实际组成比较： ∴氨从气相转入液相，发生吸收过程。 若含氨0.02摩尔分数的混合气和 x=0.05的氨水，氨由液相转入气相，发生解吸过程。 此外，用气液相平衡曲线图也可判断两相接触时的传质方向 具体方法： 已知相互接触的气液相的 实际组成y和x，在x-y坐标 图中确定状态点，若点在 平衡曲线上方，则发生吸 收过程；若点在平衡曲线 下方，则发生解吸过程。
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。
9.2双组分溶液的汽液相平衡解析
化学化工学院 迪丽努尔 2019/1/8
四、相对挥发度α —相平衡方程 1、挥发度γ
挥发度γ 平衡蒸汽分压与其液相摩尔分数的比值
pA A xA
pB B xB
返 回
2019/1/8
γ↑组分的挥发性↑
化学化工学院
迪丽努尔
四、相对挥发度α —相平衡方程
2、相对挥发度a 混合液中易挥发组分与难挥发组分挥发度之比
P p p 0 yA P pA p
O A
0 B 0 B
纯组分的饱和蒸汽压p0与温度t的关系如下：
对不同组分A、B、C值不同，并可以从有关手册中查到
化学化工学院 迪丽努尔 2019/1/8
9· 2· 1 理想物系的气液相平衡 三、t-x(y) 图和x-y 图
1、双组分溶液的温度一组成图t-x(y)图
9、蒸馏
9.2双组分溶液的气液相平衡 9· 2· 1 理想物系的气液相平衡
9· 2· 2 非理想物系的气液相平衡
例题
化学化工学院
迪丽努尔
2019/1/8
9.2双组分溶液的气液相平衡
9· 2· 1 理想物系的气液相平衡 一、气液两相平衡共存时的自由度
二 双组分理想物系的液相组成 ——温度（泡点）关系式
pA A xA pB B xB
a =γ A/γ
B
∴ a > 1
yA
pA / xA pB / xB
∵
pA = PyA
Py A / x A yB PyB / xB xA xB
迪丽努尔
y B = 1- y A
xB = 1- x A
相平衡方程
化学化工学院 2019/1/8
双液系的气-液平衡相图
双液系的⽓-液平衡相图双液系的⽓-液平衡相图⼀、实验⽬的1. 掌握采⽤阿贝折光率仪确定⼆元液体组成的⽅法；2. 掌握测定双组份液体的沸点及正常沸点的⽅法；3. 绘制在恒压下环⼰烷-⼄醇双液系的⽓-液平衡相图。
⼆、实验原理两种液态的物质混合⽽成的⼆组分体系称为双液系。
它可以分为完全互溶和部分互溶的双液系。
体系的沸点不仅与外压有关，⽽且与双液系的组成有关。
在恒压下做温度T对组成x的关系图即为T-x图。
由相律可知，对于双液系在恒压下⽓-液两相共存区域中，⾃由度为1。
当温度⼀定时，⽓-液两相的相对组成也就有了确定值。
根据杠杆原理，两相的相对量也确定了。
因此实验测定⼀系列不同组成的双液系溶液的⽓-液相平衡时的沸点及此时⽓相和液相的组成，即可得T-x图。
因此双液系⽓-液平衡相图实验主体上包括⼀系列混合体系的沸点测定和⽓-液相组成分析两个主要内容。
体系的沸点可⽤沸点仪测定的，其构造如图7.2所⽰。
采⽤电热丝直接加热溶液，以防⽌过热现象，同时该沸点仪⽤平衡蒸馏法分离⽓液两相，具有可便于取样分析及避免分馏等优点。
体系的⽓液相组成的分析是相图绘制的另⼀核⼼，可以根据待测体系的理化性质寻找多种合适的分析⽅法。
以完全互溶双液系环⼰烷-⼄醇体系为例。
由于环⼰烷和⼄醇两者的折光率相差较⼤，因此本实验可采⽤测定溶液折光率⽅法来确定两组分的组成，⽤阿贝折光仪测定两组分组成的折光率，可以测出折光率对组成的⼯作曲线，根据测得液体样品的折光率，从⼯作曲线上可查得两相的组成。
三、仪器与药品FDY双液系沸点测定仪，阿贝折光仪，超级恒温槽，长滴管，烧杯（50 ml，250 ml），具塞锥形瓶（10ml），刻度移液管（5ml）丙酮（AR级）；环⼰烷（AR级）；⼄醇（AR级）图7-1 FDY双液系沸点测定仪前⾯板⽰意图图7-1是沸点仪加热控制器的前⾯板⽰意图，各功能键的说明如下：1、电源开关2、加热电源调节——调节所需的加热电源。
3、温度显⽰窗⼝——显⽰所测温度值。
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。
[8-2]气液相平衡
![[8-2]气液相平衡](https://img.taocdn.com/s3/m/bfa9a952804d2b160b4ec08a.png)
E m与E的关系：p P ye ye P Ex m P 讨论：
② ye~x关系： 气液两相的组成分别用溶质A的摩尔分率y和x来表示，有： m——相平衡常数，无因次； ye mx ye——平衡气相中溶质的摩尔分率。
Ⅰ、m是平衡条件下ye~x直线的斜率。m 越大，气体的溶解 度越小，属难溶气体； Ⅱ、m与E的关系：
一、溶解度
1. 溶解度的概念 ① 平衡状态： 恒定T、P下，一定量的吸收剂与混合气体充分接触，气相中 的溶质向溶剂中转移，长期充分接 触后，液相中溶质组分的浓度 不再增加，此时的气液两相达到平衡。 ② 溶解度： 也称平衡溶解度，指平衡时溶质在液相中的浓度。通常用单 位体积(或质量)溶液中所含溶质物质的量(或质量)表示，单位为： kmol溶质/m3溶液 或 g溶质/kgH2O 气体在液体中的溶解度表明了一定条件下吸收过程可能达到 的极限程度，不同气体在同一溶剂中的溶解度差异较大。
为什么？请往下看！
8.2.2 Henry’s Law
一、气液相组成的关系曲线
气 当吸收操作的总压P不太高、相 中 且吸收温度T恒定时，有： 氨 的 分 pe=f1(x) 压
P=1atm
60℃
50℃
40℃ 30℃ 液相中氨的摩尔分率 氨在水中的溶解度
ye=f2(x)
pe =f 3 ( c) 因此，吸收过程气液组成的 关系曲线主要有三组： pe~ x，ye~x和 pe~c
（3）在总压202.6kPa，温度30℃条件下，SO2在水中的亨利系数E=4850kPa
E 4850 m 23.94 从气相分析： ye=mx=23.94×0.01=0.24 p 202.6 ye<y=0.3，故SO2必然从气相转移到液相，进行吸收过程。
双液系气液平衡相图实验报告
双液系气液平衡相图实验报告双液系气液平衡相图实验报告引言：气液平衡相图是研究气体和液体之间平衡状态的重要工具，对于理解物质的相变行为和工业过程的优化具有重要意义。
本实验旨在通过构建双液系气液平衡相图，探究不同温度和压力下溶液中组分的分配行为以及气液平衡的变化规律。
实验部分：1. 实验原理气液平衡相图是描述气体和液体在一定温度和压力下的平衡状态的图表。
在实验中，我们将使用两种不同的液体溶液，并通过改变温度和压力来观察不同条件下气液平衡的变化。
通过测量不同条件下溶液中的组分浓度，我们可以构建出双液系气液平衡相图。
2. 实验材料和仪器本实验所需材料包括两种不同的液体溶液、压力计、温度计、容器等。
实验仪器包括平衡热力学实验装置、计算机等。
3. 实验步骤(1) 准备工作：清洗实验仪器和容器，确保无杂质干净。
(2) 实验前准备：根据实验要求配置不同浓度的液体溶液，并记录其成分和浓度。
(3) 实验操作：将液体溶液分别置于两个容器中，分别称为容器A和容器B。
在实验装置中，将容器A与容器B连接，确保两个容器之间存在气液平衡。
(4) 改变温度和压力：通过调节实验装置中的温度和压力，改变气液平衡的条件。
(5) 数据记录：在不同温度和压力下，记录容器A和容器B中溶液的组分浓度，并进行实时记录和计算。
(6) 结果分析：根据实验数据，绘制双液系气液平衡相图，并进行结果分析和讨论。
结果与讨论：通过实验，我们得到了双液系气液平衡相图，并对其进行了分析和讨论。
在不同温度和压力条件下，我们观察到了溶液中组分浓度的变化规律。
根据实验结果，我们可以得出以下结论：1. 随着温度的升高，溶液中溶质的溶解度通常会增加。
这是因为温度的升高会增加溶质分子的热运动，使其更容易与溶剂分子发生相互作用，从而增加溶解度。
2. 在一定温度范围内，随着压力的升高，溶液中溶质的溶解度也会增加。
这是由于压力的增加会增加溶质分子与溶剂分子之间的碰撞频率，从而促进溶解过程。
双液系气液平衡相图实验报告
竭诚为您提供优质文档/双击可除双液系气液平衡相图实验报告篇一：双液系气—液平衡相图绘制实验报告双液系气—液平衡相图绘制实验目的：①用回流冷凝法测定沸点时气相与液相的组成，绘制双液系相图。
找出恒沸点混合物的组成及恒沸点的温度。
②掌握测定双组分液体的沸点及正常沸点的测定方法。
③了解阿贝折射计的构造原理，熟悉掌握阿贝折射计的使用方法。
实验原理：液体的沸点是液体饱和蒸气压和外压相等时的温度，在外压一定时，纯液体的沸点有一个确定值。
但双液系的沸点不仅与外压有关，而且还与两种液体的相对含量有关。
理想的二组分体系在全部浓度范围内符合拉乌尔定律。
结构相似，性质相近的组分间可以形成近似的理想体系，这样可以形成简单的T-x(y)图。
大多数情况下，曲线将出现或正或负的偏差。
当这一偏差足够大时，在T-x(y)曲线上将出现极大点（负偏差）或极小点（正偏差）。
这种最高和最低沸点称为恒沸点，所对应的溶液称为恒沸混合物。
考虑综合因素，实验选择具有最低恒沸点的乙醇—乙酸乙酯双液系。
根据相平衡原理，对二组分体系，当压力恒定时，在气液平衡两相区，体系的自由度为1.当温度一定时，则气液两相的组成也随之而定。
当气液两相的相对量一定，则体系的温度也随之而定。
沸点测定仪就是根据这一原理设计的，它利用回流的方法保持气液两相相对量一定，测量体系温度不发生改变时，即两相平衡后，取两相的样品，用阿贝折射计测定气液平衡气相、液相的折射率，再通过预先测定的折射率—组成工作曲线来确定平衡时气相、液相的组成（即该温度下气液两相平衡成分的坐标点。
）改变体系总成分，再如上法找出另一对坐标点。
这样得若干对坐标点后，分别按气相点和液相点连成气相线和液相线，即得T-x平衡图。
仪器与试剂：沸点仪一套调压变压器一台阿贝折射计一台超级恒温槽1/10温度计（50~100℃）一支1/10温度计（0~50℃）一支小烧杯一个小试管（5ml带软木塞）（若干）吸管2支红外线干燥箱（风筒）一台搽镜纸乙酸乙酯（AR）无水乙醇（AR）不同配比的乙醇—乙酸乙酯混合液丙酮(c、p)重蒸水实验步骤：（1）、乙醇—乙酸乙酯溶液的折射率组成工作曲线的测绘①折射率—体积分数工作曲线。
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气液相平衡分析
在吸收操作中，气体总量和溶液总量都随吸收的进行而改变，但惰性气体和吸收剂的量则始终保持不变，因此，常采用物质的量比表示相的组成，以简化吸收过程的计算。
物质的量比是指混合物中一组分物质的量与另一组分物质的量的比值，用X或y表示。
吸收液中吸收质A对吸收剂S的物质的量比(摩尔比)可以表示为
XA＝nA／ns (11—1)
物质的量比与摩尔分数的换算关系为
XA＝工A／(1一XA) (11—2)
式中 XA——吸收液中组分A对组分S的物质的量比；
nA，ns——组分A与S的物质的量，kmol；
XA——吸收液中组分A的摩尔分数。
混合气体中吸收质A对惰性组分月的物质的量比可以表示为
式中 YA——混合气中组分A对组分B的物质的量比；
nA，nR——组分A与B的物质的量，kmol
yA——混合气中组分A的摩尔分数。
在一定温度和压力下，混合气体与液相接触时，溶质便从气相向液相转移，而溶于液相内的溶质又会从溶剂中逸出返回气相。
随着溶质在液相中的浓度逐渐增加，溶质返回气相的量也逐渐增大，当单位时间内溶于液相中的溶质量与从液相返回气相的溶质量相等时，气相和液相的量及组成均不再改变，达到动态平衡。
它是吸收过程的极限，它们之间的关系称为相平衡关系。
在一定温度下，当气相总压力不高时，稀溶液中溶质的平衡浓度和该气体的平衡分压的平衡关系可用亨利定律表示为
对于给定物系，亨利系数正随温度升高而增大。
在同一溶剂中，易溶气体的正值很小，而难溶气体的正值很大。
常见物系的亨利系数可从附录中查到。