二元汽液平衡数据.docx

一、实验目的
-乙醇二元体系在常压下的气液平衡数据,绘制相图.
，掌握气液平衡数据的测定方法和技能。
３。掌握气相色谱仪的操作.
。
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、、改造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。化工生产过程均涉及相间物质传递,故气液平衡数据的重要性是显而易见的。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。许多物系的平衡数据，很难由理论直接计算得到,必须由实验测定。相平衡研究的经典方法是首先测定少量的实验数据，然后选择合适的模型关联,进而计算平衡曲线;这其中，最常用到的是状态方程法和活度系数法.
气液平衡数据实验测定方法有两类，即间接法和直接法。直接法中有静态法、流动法和循环法等。,平衡釜的选择是关键。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。平衡釜的选择原则是易于建立平衡、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。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，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.
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：
ｆｉL=fiV…………………………………………(1）　
φipyi=γifi0xi………………………………………（２）
常压下，气相可视为理想气体，фi=1；再忽略压力对液体逸度的影响，fi=pｉ０从而得出低压下气液平衡关系式为：
pyｉ=γipi0ｘi…………………………………………(3）
式中
ｐ——体系压力（总压）;
ｐｉ0——纯组分I在平衡温度下饱和蒸汽压,可用安托尼(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
………………………………。………（4)
计算出不同组成下的活度系数。
三、实验试剂和仪器
（分析纯）、无水乙醇（分析纯）。
2．平衡釜一台。
、、10μL微量进样器两支。
4．气相色谱仪一台。
5．计算机数据采集和处理系统一台。
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
四、实验步骤
１．实验测定常压下的甲醇—乙醇气液平衡数据,需读取实验时的大气压值，室温。
—乙醇混合液约40mL，使液体处在图2中加料液面处.
3。打开冷却水。
，测温用铂电阻。打开仪表电源开关，,约5ｍiｎ后混合液中有气泡冒出,再调至0。，冷凝回流液控制在２~3滴/秒.
５．稳定地回流15ｍｉｎ左右，以建立平衡状态，每隔2min记录加热控制仪表温度示数。达到平衡后,该读数即为平衡温度。　
6．采用1．0mL小注射器分别取平衡气、液两相样品0。２mL，。２μL，通过气相色谱仪测平衡的气、液相组成。
7．关闭加热电流，待混合液停止沸腾。
8。采用10mL大注射器从平衡釜中取出～8ｍL的混合液,然后加入等量的乙醇。
9．重复4～8操作步骤，重新建立平衡,完成5组平衡数据点。
，关闭水源、电源。回收废旧试剂，实验物品放回原位。实验数据交由指导教师签字.
五、实验数据记录和处理
实验数据记录:
1．记录条件,包括室温,大气压值，设备号,组号，试剂物化性质等。
表1　 实验条件记录
实验名称
二元汽液平衡数据的测定
实验人
宋佳音
同组人
杜岩、刘春晓
实验日期
20１7
实验时间
1３：0０