二元气液相平衡数据的测定
二组分气液平衡相图的测定
实验过程中的讲解（四）
实验数据记录要求和作图方法
1、把测得的数据填写在事先列好的数据表里； 2、填写数据要用钢笔或油笔，不得使用铅笔； 3、数据填写要真实、准确； 4、错误的数据不能用涂改液等随便涂改，可以 用笔划一下再在旁边写上正确的。 5、作图方法见教材第9页。
分析实验数据,讨论实验结果
二组分气- 液平衡相图愿始数据记录表
1、讲解阿贝折射仪的使用方法和注意事项 每次加入沸点仪的样品的浓度是否要一定，为什么？
2、调压器的电压要合适（多大？）； 实验过程中要把握的重点
1、一定要在完全达到气-液平衡时才可取样测其折光率。
答：不需要，因为虽然加入沸点仪的样品的浓度不同会使样品的沸点发生变化，但是相对应的气液两相的组成也发生变化，不影响相
分析实验数据，讨论实验结果
沸点-组成图
85 80 75 70 65
1、该图为乙醇-环己烷的沸点组成图
2、最低共沸点为65.2℃，共沸 组成x=0.54
3、蓝线为气相线，以上为气 相；红线为液相线，以下为 液相；两线之间为气-液共 存区；两线有一切点。
沸点/C
60
0
0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9
1.3908
0.429
1.3968
0.502
1.3982
0.533
1.4021
0.542
1.4102
0.561
1.4167
0.617
1.4249
1.000
残掖试样 折光率（n） x环己烷 1.3602 0.000 1.3642 0.062 1.3689 0.109 1.3755 0.185 1.3888 0.354 1.3982 0.534 1.4107 0.745 1.4182 0.907 1.4205 0.935 1.4249 1.000
完全互溶双液系气液平衡相图的绘制。实验报告
完全互溶双液系气液平衡相图的绘制一．实验目的1．测定常压下环己烷－乙醇二元系统的气液平衡数据，绘制沸点－组成相图。
2．掌握双组分沸点的测定方法，通过实验进一步理解分馏原理。
3．掌握阿贝折射仪的使用方法。
二．实验原理两种液体物质混合而成的两组分体系称为双液系。
根据两组分间溶解度的不同，可分为完全互溶、部分互溶和完全不互溶三种情况。
两种挥发性液体混合形成完全互溶体系时，如果该两组分的蒸气压不同，则混合物的组成与平衡时气相的组成不同。
当压力保持一定，混合物沸点与两组分的相对含量有关。
恒定压力下，真实的完全互溶双液系的气－液平衡相图（T－x），根据体系对拉乌尔定律的偏差情况，可分为3类：（1）一在工作曲线上找出未知溶液的组成。
三．仪器与试剂沸点仪，阿贝折射仪，调压变压器，超级恒温水浴，温度测定仪，长短取样管。
环己烷物质的量分数x环己烷为0、0.2、0.4、0.6、0.8、1.0的环己烷－乙醇标准溶液，已知101.325kPa下，纯环己烷的沸点为80.1℃，乙醇的沸点为78.4℃。
25℃时，纯环己烷的折光率为1.4264，乙醇的折光率为1.3593。
四．实验步骤：1．环己烷－乙醇溶液折光率与组成工作曲线的测定调节恒温槽温度并使其稳定，阿贝折射仪上的温度稳定在某一定值，测量环己烷－乙醇标准溶液的折光率。
为了适应季节的变化，可选择若干温度测量，一般可选25℃、30℃、35℃三个温度。
2. 无水乙醇沸点的测定将干燥的沸点仪安装好。
从侧管加入约20mL无水乙醇于蒸馏瓶内，并使传感器（温度计）浸入液体内。
冷凝管接通冷凝水。
按恒流源操作使用说明，将稳流电源调至1.8-2.0A，使加热丝将液体加热至缓慢沸腾。
液体沸腾后，待测温温度计的读数稳定后应再维持3～5min以使体系达到平衡。
在这过程中，不时将小球中凝聚的液体倾入烧瓶。
记下温度计的读数，即为无水乙醇的沸点，同时记录大气压力。
3. 环己烷沸点的测定同2步操作，测定环己烷的沸点。
化工专业实验思考题
化⼯专业实验思考题化⼯专业实验操作考试题实验⼀：⽓体定压⽐热容的测定操作题简述本实验的操作步骤答案：实验步骤（1）开动风机，调节节流阀，使流量保持在额定值（0.5m 3/h ）附近，测出流量计出⼝空⽓的⼲球温度（0t ）和湿球温度（w t ）。
（2）逐渐提⾼电压⾄ 50V 。
（3）待出⼝温度稳定后，读出下列数据：每10L ⽓体通过流量计所需的时间（,s τ）；⽐热容仪进⼝温度（1t ，C ）和出⼝温度（2t ，C ）；当⼤⽓压⼒（B ，mmHg ）和流量计出⼝处的表压（h，2mmH O ）；电热器的电压（V ， V ）、内阻(R, Ω) 和功率值。
（4）改变电压值，重复步骤3，共测量三组数据。
（5）实验结束后，先切断电源，让风机继续运⾏⼗五分钟左右再关闭。
（指导⽼师根据学⽣实验熟练程度，相互配合情况，操作情况，平衡学⽣回答错误点多少，给出成绩，占80分）实验⼀：⽓体定压⽐热容的测定问答题：1、本实验测定⽓体定压⽐热容的基本原理是什么？（10分）答案：可将本实验装置的本体部分简化为⼀开⼝稳定流动系统，本体部分保温⾮常好，近似⽆散热损失，且系统对外并⽆功的输出，由开⼝稳定流动系统的热⼒学第⼀定律：()21m p H q c t t Q ?=-=∴ ()21p m c Q q t t =-若测定⼲空⽓的⽐热容，则：()21()pg w mg c Q Q q t t ??=--??2、实验中为什么要测取空⽓的⼲湿球温度？（10分）答案：实验中要测取空⽓的⼲湿球温度的⽬的是由可⼲湿球温度查焓湿图得湿度，从⽽计算出⽔蒸⽓的容积成分以进⾏⼲空⽓与⽔蒸⽓流量的计算。
3、本实验对输⼊电热器的电压和⽓体出⼝温度有何要求？（10分）答案：输⼊电热器的电压不得超过200V，⽓体出⼝最⾼温度不得超过300℃。
4、由实验数据计算所得的定压⽐热容与进出⼝平均温度有何关系？（10分）答案：定压⽐热容与进出⼝平均温度⼤致呈线性关系，且随温度的增加⽽增⼤。
化工原理 二元物系的气液相平衡
式中：
A、
－活度系数
B
1，正偏差； 1，负偏差。
（7）压力对相平衡的影响 压力增大，泡点升高， α减小，愈难分离。
注意：
1. 一般溶液的相平衡关系须由实验测定或由有关手册、 资料查取。
2. 对理想溶液可由拉乌尔定律计算。
3. 对某些物系，若在所处理的浓度范围内，相对挥发度 近似不变，则可用下式计算相平衡关系。
理想物系：液相为理想溶液，气相为理想气体
(1)相律
F＝C－＋2＝2－2＋2＝2
当P一定时，F＝1，平衡关系有：t－x(y)、x-y
(2) 拉乌尔（Raoult）定律
pA
p
0 A
x
A
pB
p
0 B
xB
式中：p0为纯组分的饱和蒸汽压，可由安托尼方程求得
p0＝A－ B tC
(3) 液相组成与温度（泡点）的关系
7.1 概 述
(1)精馏分离的目的与依据
目的：分离液体混 合物、提纯或回收
有用组分
依据：混合物中 各组分的挥发性 的不同
(2) 分类
操作方式：简单蒸馏、平衡蒸馏(闪蒸)、精馏和特殊蒸馏 操作压力：常压、加压、减压（真空精馏） 组分数：二元蒸馏和多元蒸馏
7.2 二元物系的气液相平衡
7.2.1 理想物系的气液相平衡
AB
yA xA
yB xB
yA yB
AB
xA xB
上式也可用于多组分体系。
双组分溶液：y
1
x
－1x
标志着分离的难易程度
理想溶液：
pA vA＝ xA
p
0 A
vB
pB xB
p
0 B
相对挥发度 f t
物理化学实验二 双液系的气—液平衡相图
实验二双液系的气—液平衡相图1. 目的要求(1) 绘制在p0下环己烷-乙醇双液系的气-液平衡相图，了解相图和相律的基本概念。
(2) 掌握测定双组分液体沸点的方法。
(3) 掌握用折光率确定二元液体组成的方法。
2. 基本原理任意两个在常温时为液态的物质混合起来组成的体系称为双液系。
两种溶液若能按任意比例进行溶解，称为完全互溶双液系；若只能在一定比例范围内溶解，称为部分互溶双液系。
环己烷-乙醇二元体系就是完全互溶双液系。
双液系蒸馏时的气相组成和液相组成并不相同。
通常用几何作图的方法将双液系的沸点对其气相和液相的组成作图，所得图形叫双液系的沸点(T)组成(x)图，即T—x图。
它表明了在沸点时的液相组成和与之平衡的气相组成之间的关系。
图2.2.1 双液系的T-x图双液系的T—x图有三种情况：(1)理想溶液的T—x图(图2.2.1a)，它表示混合液的沸点介于A、B二纯组分沸点之间。
这类双液系可用分馏法从溶液中分离出两个纯组分。
(2)有最低恒沸点体系的T—x图（图2.2.1b）和有最高恒沸点体系的T—x图（图2.2.1c）。
这类体系的T—x图上有一个最低和一个最高点，在此点相互平衡的液相和气相具有相同的组成，分别叫做最低恒沸点和最高恒沸点。
对于这类的双液系，用分馏法不能从溶液中分离出两个纯组分。
本实验选择一个具有最低恒沸点的环己烷—乙醇体系。
在101.325kPa下测定一系列不同组成的混合溶液的沸点及在沸点时呈平衡的气液两相的组成，绘制T—x图，并从相图中确定恒沸点的温度和组成。
测定沸点的装置叫沸点测定仪(图2.2.2)。
这是一个带回流冷凝管的长颈圆底烧瓶。
冷凝管底部有一半球形小室，用以收集冷凝下来的气相样品。
电流通过浸入溶液中的电阻丝。
这样可以减少溶液沸腾时的过热现象，防止暴沸。
测定时，温度计水银球要一半在液面下，一半在气相中，以便准确测出平衡温度。
溶液组成分析：由于环己烷和乙醇的折光率相差较大，而折光率的测定又只需少量样品，4. 实验步骤(1) 纯液体折光率的测定 ：分别测定乙醇和环己烷的折光率，重复2次～3次。
气液相平衡实验装置
二元气液相平衡数据的测定实验装置实验指导书二元气液相平衡数据的测定气液相平衡关系是精馏、吸收等单元操作的基础数据。
随着化工生产的不断发展，现有气液平衡数据远不能满足需要。
许多物质的平衡数据很难由理论计算直接得到，必须由实验测定。
在热力学研究方面，新的热力学模型的开发，各种热力学模型的比较筛选等也离不开大量精确的汽液平衡实测数据。
现在，各类化工杂志每年都有大量的汽液平衡数据及汽液平衡测定研究的文章发表。
所以，汽液平衡数据的测定及研究深受化工界人士的重视。
一、实验目的1．测定乙醇－水二元体系在101.325kPa下的气液平衡数据。
2．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。
3．应用Ｗilson方程关联实验数据。
二、汽液平衡测定的种类由于汽液平衡体系的复杂性及汽液平衡测定技术的不断发展，汽液平衡测定也形成了特点各异的不同种类。
按压力分，有常减压汽液平衡和高压汽液平衡。
高压汽液平衡测定的技术相对比较复杂，难度较大。
常减压汽液平衡测定相对较易。
按形态分，有静态法和动态法。
静态法技术相对要简单一些，而动态法测定的技术要复杂一些但测定较快较准。
在动态法里又有单循环法和双循环法。
双循环法就是让汽相和液相都循环，而单循环只让其中一相（一般是汽相）循环。
在一般情况下，常减压汽液平衡都采用双循环，而在高压汽液平衡中，只让汽相强制循环。
循环的好处是易于平衡、易于取样分析。
根据对温度及压力的控制情况，有等温法和等压法之分，一般，静态法采用等温测定，动态法的高压汽液平衡测定多采用等温法。
总之，气液平衡系统特点各异，而测定的方法亦丰富多彩。
本试验采用的是常压下（等压）双循环法测定乙醇-水的汽液平衡数据。
三、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１－１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１－１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：V i L i f f ˆˆ= i s i i i V i x f py γφ=ˆ （1）常压下，气相可视为理想气体，1ˆ=v i φ；再忽略压力对流体逸度的影响，isi p f =从而得出低压下气液平衡关系式为：py i =γisi p i x （2）式中，p ——体系压力（总压）；s i p ——纯组分i 在平衡温度下的饱和蒸汽压，可用Antoine 公式计算； x i 、y i ——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 Antoin 公式：tC B A P i i i i +-=0lg这里的压力为mmHg ，温度为℃由实验测得等压下气液平衡数据，则可用 s ii i i px py =γ （3）计算出不同组成下的活度系数。
乙醇-环己烷气液平衡相图的绘制实验报告
⼄醇-环⼰烷⽓液平衡相图的绘制实验报告姓名：学号：班级：同组：成绩⼀、实验⽬的1．测定常压下环⼰烷－⼄醇⼆元系统的⽓液平衡数据，绘制沸点－组成相图。
2．掌握双组分沸点的测定⽅法，通过实验进⼀步理解分馏原理。
3．掌握阿贝折射仪的使⽤⽅法。
⼆、实验原理恒定压⼒下，真实的完全互溶双液系的⽓－液平衡相图（T－x），根据体系对拉乌尔定律的偏差情况，可分为3类：（1）⼀般偏差：混合物的沸点介于两种纯组分之间，如甲苯－苯体系，如图1(a)所⽰。
（2）最⼤负偏差：存在⼀个最⼩蒸汽压值，⽐两个纯液体的蒸汽压都⼩，混合物存在着最⾼沸点，如盐酸—⽔体系，如图(b)所⽰。
（3）最⼤正偏差：存在⼀个最⼤蒸汽压值，⽐两个纯液体的蒸汽压都⼤，混合物存在着最低沸点如图(c)）所⽰。
图1 ⼆组分真实液态混合物⽓—液平衡相图（T-x图）本实验以环⼰烷－⼄醇为体系，该体系属于上述第三种类型，在沸点仪（如图）中蒸馏不同组成的混合物，测定其沸点及相应的⽓、液⼆相的组成，即可作出T－x相图。
本实验中两相的成分分析均采⽤折光率法测定。
?折光率是物质的⼀个特征数值，它与物质的浓度及温度有关，因此在测量物质的折光率时要求温度恒定。
溶液的浓度不同、组成不同，折光率也不同。
因此可先配制⼀系列已知组成的溶液，在恒定温度下测其折光率，作出折光率－组成⼯作曲线，便可通过测折光率的⼤⼩在⼯作曲线上找出未知溶液的组成。
三、仪器与试剂沸点仪，阿贝折射仪，调压变压器，超级恒温⽔浴，温度测定仪，长短取样管。
环⼰烷物质的量分数x环⼰烷为0、、、、、的环⼰烷－⼄醇标准溶液，已知下，纯环⼰烷的沸点为℃，⼄醇的沸点为℃。
25℃时，纯环⼰烷的折光率为，⼄醇的折光率为。
四、实验步骤1．环⼰烷－⼄醇溶液折光率与组成⼯作曲线的测定（略）2. ⽆⽔⼄醇沸点的测定将⼲燥的沸点仪安装好。
从侧管加⼊约20mL⽆⽔⼄醇于蒸馏瓶内，并使温度计浸⼊液体内。
冷凝管接通冷凝⽔。
将液体加热⾄缓慢沸腾。
双元系液液相平衡实验报告
化工专业实验报告第一部分：实验预习实验名称双元系液液相平衡实验一、实验预习1.实验目的1.1学习双元系液液相平衡测定方法的实验原理；1.2绘制异丁醇-水体系相图，学会分配系数的计算方法；1.3掌握基团贡献法计算液液相平衡的方法。
2.实验原理异丁醇与水部分互溶，恒压下二元液夜相平衡体系自由度f=1，因此确定了T，组成随之确定。
恒温条件下，通过测定两相折光指数，在预先测绘的浓度-折光指数关系图上便可查得平衡组成，从而得到液液平衡数据。
在25.5℃时，折光指数n D与异丁醇的摩尔分数x1呈线性关系：水相β：n D=0.41903x1+1.33246醇相α：n D=0.01524x1+1.380643.流程装置1）化学试剂异丁醇（分析纯），去离子水，部分物性如下：表1 异丁醇、去离子水的部分物性品名沸点/℃折光指数密度异丁醇107.8 1.3960 0.797水100.0 1.3325 0.9972）测量仪器恒温水浴，电磁加热搅拌器，阿贝折光仪，液液平衡釜，取样器和吸管。
3）装置图图1 液液相平衡关系测定装置4.实验步骤1）合上电闸，打开恒温槽，将温度恒定在30℃；2）开电磁搅拌开关（不要打开加热开关）并调节至适当的搅拌速度；3）观察平衡釜中的温度计，5min内温差不超过0.1℃，即停止搅拌；4）静置5min，继续观察有无温度变化；5）仔细观察液液分界面，用清洁的吸管吸取上层清液，洗涤3次，再吸取上层样品，供折光分析用（注意，吸取样品时必须十分细心，防止上下液层有所混杂）；6）将下层取样器沿着铁架降至液液平衡釜底部，抽出玻璃棒，使下层清液流入下层取样管中，再用清洁的吸管插入下层取样管中，按吸取上层样品的方法取样（注意：吸管需干燥，清洁）；7）用阿贝折光仪分析样品，折光仪恒温25.5±0.1℃，取样两次取平均（注意：不要连续两次取同一相，以对原有平衡造成更大破坏，应按照上相、下相再上相、下相的顺序）；8）将釜内温度提高至40及50℃，重复上述工作；9）实验完毕，关电源，将试液倒回回收瓶，做好清洁工作。
二元液系相图的绘制实验报告
二元液系相图的绘制实验报告指导老师：实验时间：姓名：学号：专业：实验目的：1、掌握阿贝折射仪的使用方法，通过测定混合物的折射率确定其组成。
2、学习常压下完全互溶双溶液系统气-液平衡相图的测绘方法，加深对相律、恒沸点的理解。
实验原理由液态物质混合而成的二组分系统称为双液系统。
当纯液态或液态混合物的蒸气压与外压相等时，液体就会沸腾，此时气-液两相平衡，所对应的温度就称图。
为沸点。
表示定压下双液系统气-液两相平衡时温度与组成关系的图称为T-xB本实验以环己烷－异丙醇为体系, 利用回流冷凝方法绘制相图。
实验采用沸点仪，加热不同组成的乙醇-环己烷的混合液至沸腾，通过冷凝管冷凝作用在沸点仪的小玻璃槽中收集气相冷凝液，则沸点仪中的蒸馏瓶中的留存物即为液相。
用阿贝折射仪测定两相折光率，读取数据，然后绘制T-x图。
B仪器与试剂WAY型阿贝折射仪一台，超极恒温水浴一台，带有冷凝管的沸点仪一支，电加热套一个，数字式温度计一台，长、短胶头滴管个一支，100ml量筒一个，3%、15%、30%、50%、60%、70%、80%、92%、97%的环己烷溶液各一瓶。
实验步骤1、记录实验室大气压。
2、将阿贝折射仪与超极恒温水浴相连，打开恒温水浴电源开关，调节水浴温度至实验要求值（280C）。
3、测定体系的沸点与组成的关系。
安装好沸点仪，打开冷却水，由进样口加入25ml的3%的环己烷溶液，用电加热套供热，使沸点仪中溶液沸腾，并通过调整沸点仪与电加热套的距离控制适宜的回流高度。
将袋状部的最初冷凝液体倾回蒸馏器，并反复2～3次，待溶液沸腾且回流正常，温度读数基本稳定后，记录溶液沸点。
4、将沸点仪从电加热套中移开，用长吸管从气相冷凝液取样口吸取气相样品，并迅速滴入阿贝折射仪中，测其折射率ng5、将阿贝折射仪镜面用洗耳球吹干，用另一支短吸管从沸点仪进样口吸取一滴溶液，测其折射率n.16、分别取25ml的3%、15%、30%、50%、60%、70%、80%、92%、97%的环己烷溶液，按照上述步骤分别测溶液沸点、折射率n g 、、折射率n 1.注意事项1、实验中可通过调节电加热套的温度或调整沸点仪的高度控制回流速度的快慢，一般控制回流高度在1.5cm 左右。
大学物化实验报告--双液系的气—双液系的气—液平衡相图
实验目的与要求：1.绘制常压下环己烷一乙醇双液系的气液平衡相图（TX图），了解相图和相律的基本概念；2.掌握测定双组分液体的沸点及正常沸点的方法；3.掌握用折光率确定二元液体组成的方法。
实验原理：常温下，任意两种液体混合组成的体系称为双液体系。
若两液体能按任意比例相互溶解，则称完全互溶双液体系；若只能部分互溶，则称部分互溶双液体系。
双液体系的沸点不仅与外压有关，还与双液体系的组成有关。
恒压下将完全互溶双液体系蒸馏，测定馏出物（气相）和蒸馏液（液相）的组成，就能找出平衡时气、液两相的成分并绘出TX图。
通常，如果液体与拉乌尔定律的偏差不大，在TX图上溶液的沸点介于A、B二纯液体的沸点之间见图1（a）。
而实际溶液由于A、B二组分的相互影响，常与拉乌尔定律有较大偏差，在TX图上就会有最高或最低点出现，这些点称为恒沸点，其相应的溶液称为恒沸点混合物，如图1（b）,（c）所示。
恒沸点混合物蒸馏时，所得的气相与液相组成相同，因此通过蒸馏无法改变其本实验采用回流冷凝的方法绘制环己烷乙醇体系的TX图。
其方法是用阿贝折射仪测定不同组分的体系在沸点温度时气相、液相的折射率，再从折射率组成工作曲线上查得相应的组成，然后绘制TX图仪器与试剂：数据记录及处理分析：环己烷的沸点：80.7摄氏度乙醇的沸点：78.4摄氏度进实验室前的温度：30.5摄氏度气压:101.04千帕出实验室的温度：29.7摄氏度气压：101.15千帕方程 数据：：y=-0.0 .0893x+ 599实验所 图可 人看出液 混 物中随 不己；含量的升高沸点先逐渐下降到 个恒 个稳沸点然后 定的波动 迅逐 上升，盾气 液相和气力 混合物随 点是恒沸 烷的升高是迅速到一点然后保持组分的改变导致沸点的改变。
C...C 0.2 L.C温度/℃最低恒沸物的沸点.。
其组成：环己烷的摩尔分数为的环己烷乙醇溶液二-1.<E实验结论：个人实验图乙醇/环己烷平衡相图通过实验学会了测定双组分液体的沸点及正常沸点的方法以及用折光率确定二元液体组成的方法。
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实验一 二元气液相平衡数据的测定
气液相平衡关系是精馏、吸收等单元操作的基础数据。
随着化工生产的不断发展，现有气液平衡数据远不能满足需要。
许多物质的平衡数据很难由理论计算直接得到，必须由实验测定。
平衡数据实验测定方法有两类，即直接法和间接法。
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。
若要测定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，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。
本实验用的小型平衡釜主要特点是釜外有真空夹套保温，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。
一．实验目的
1．测定正己烷－正庚烷二元体系在101.325kPa 下的气液平衡数据。
2．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。
3．应用Ｗilson 方程关联实验数据。
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１－１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。
蒸汽循环线
Ａ Ｂ
液体循环线
图１－１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：
V i L i f f ˆˆ= i s i i i V i x f py γφ=ˆ （1）
常压下，气相可视为理想气体，1ˆ=v i φ；再忽略压力对流体逸度的影响，
i
s
i p f =
从而得出低压下气液平衡关系式为：
py i =γ
i
s
i p i x
（2）
式中，p ——体系压力（总压）；
s i p ——纯组分i 在平衡温度下的饱和蒸汽压，可用Antoine 公式计算； x i 、y i ——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 s i
i i i p
x py =
γ （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：
ln γ1=－ln(x 1+Λ12x 2)+x 2(
2
12112x x Λ+Λ －1
21221x x Λ+Λ) （4） ln γ1=－ln(x 2+Λ
21x 1)+x 1(
1
21221x x Λ+Λ －
2
12112x x Λ+Λ) （5）
Wilson 方程二元配偶函数Λ12和Λ21采用高斯—牛顿法，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
F
=2221
211((j m
j j y y y y ））计
实
计
实
-+-∑= （6）
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、液相输送不返混及不易爆沸等。
本实验用双循环的小型平衡釜，其结构如图1-2所示。
图１－２ 双循环平衡釜示意图
2．气相色谱仪一台。
3．50～100℃十分之一的标准温度计一支。
4．所用试剂（正庚烷、正己烷）为分析纯试剂。
四．实验步骤
1．开启色谱仪。
色谱条件：固定相采用80～100目HDG203，柱长1m，柱径φ2mm，柱温为110℃，热导池检测器。
2．测定物料纯度。
用在20℃下折光率或色谱分析检测。
3．测温套管中倒入甘油，将标准温度计插入套管中，并在温度计露出介质部分中间固定一支温度计。
4．将100ml针筒与系统相连，抽出或打入一定量气体，控制系统压力为101.325kPa。
5．在干燥的平衡釜内加入一定浓度的正己烷－正庚烷溶液约20ml。
打开冷却水，接通电源。
开始时缓慢加热，冷凝回流液控制在每秒２～３滴。
稳定地回流约20min,以建立平衡状态。
6．达到平衡后停止加热，用微量注射器分别取两相样品，用色谱分析测定其组成。
7．取样后用5ml注射器从釜中取出4ml溶液，然后加入同量的一种纯物料，重新建立平衡。
加入何种物料，视上一次平衡温度而定，以免各实验点分布不均。
五．实验数据处理
将实验测得的平衡数据以表格形式列出；用Wilson方程求得配偶参数，再求出气相组成，并与实验值进行比较。
有实验值和计算值作出温度—组成图（t-x-y图）。
六．思考题
1．实验中怎样判断气液两相已达到平衡？
2．影响气液平衡测定准确度的因素有那些？
3．为什么要确定模型参数，对实际工作有何作用？
参考文献
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[2]Hala E. V apour Liquid Equilubrium ,1967
[3]崔志娱等.石油化工.1986,15(9):528
[4]王关勤等.化学工程.1989，17（4）：68。