二元?dú)庖浩胶鈹?shù)據(jù)測(cè)定

一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、 了解和掌握用雙循環(huán)氣液平衡器測(cè)定二元系統(tǒng)氣液平衡數(shù)據(jù)的方法。2、 了解締合系統(tǒng)氣液平衡數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)方法，從實(shí)驗(yàn)測(cè)得的T-p-x-y數(shù)據(jù)計(jì)算各組分的活度系數(shù)。3、 通過(guò)實(shí)驗(yàn)了解平衡釜的構(gòu)造，掌握氣液平衡數(shù)據(jù)的測(cè)定方法和技能。4、 掌握二元系統(tǒng)氣液平衡相圖的繪制。二、實(shí)驗(yàn)原理以循環(huán)法測(cè)定氣液平衡數(shù)據(jù)的平衡釜類型雖多，但基本原理相同，如圖1所示。當(dāng)體系達(dá)到平衡時(shí)，兩個(gè)容器的組成不隨時(shí)間變化，這時(shí)從A和B兩容器中取樣分析，即可得到一組平衡數(shù)據(jù)。圖1平衡法測(cè)定氣被平衡原理圖當(dāng)達(dá)到平衡時(shí)，除兩相的溫度和壓力分別相等外，每一組分化學(xué)位也相等，即逸度相等，其熱力學(xué)基本關(guān)系為：fL=fV

ii8Vpy=8Vpy=yfsxiiiii(1)常壓下，氣相可視為理想氣體，=1;再忽略壓力對(duì)流體逸度的影響，f=ps從而得出低壓下氣液平衡關(guān)系式為：py^psxi （2）式中，p——體系壓力（總壓）；ps 純組分i在平衡溫度下的飽和蒸汽壓，可用Antoine公式計(jì)算;x.、y. 分別為組分i在液相和氣相中的摩爾分率；Y——組分i的活度系數(shù)i由實(shí)驗(yàn)測(cè)得等壓下氣液平衡數(shù)據(jù)，則可用

py

i—Xpspy

i—Xps計(jì)算出不同組成下的活度系數(shù)。本實(shí)驗(yàn)中活度系數(shù)和組成關(guān)系采用Wilson方程關(guān)聯(lián)。Wilson方程為:In兒=-ln(x1+In兒=-ln(x1+，12x2)+x2( 12ln/1=-ln(x2+^21x1)+x1(—Ax+Ax-—1—） （5）x+AxWilson方程二元配偶函數(shù)皿2和,21采用高斯一牛頓法，由二元?dú)庖浩胶鈹?shù)據(jù)回歸得到。目標(biāo)函數(shù)選為氣相組成誤差的平方和，即(6)f=藝(y -y)2+(y-y(6)尸i 1實(shí)'計(jì)'2實(shí)2計(jì)'三、實(shí)驗(yàn)裝置與流程示意圖平衡釜一臺(tái)（平衡釜的選擇原則：易于建立平衡、樣品用量少、平衡溫度測(cè)定準(zhǔn)確、氣相中不夾帶液滴、液相輸送不返混及不易爆沸等。本實(shí)驗(yàn)用雙循環(huán)的小型平衡釜，其結(jié)構(gòu)如圖2所示）阿貝折射儀一臺(tái)超級(jí)恒溫槽一臺(tái)50-100十分之一的標(biāo)準(zhǔn)溫度計(jì)一支、0-50十分之一標(biāo)準(zhǔn)溫度計(jì)一支所用試劑（無(wú)水甲醇、異丙醇）為分析純?cè)噭└?小氣—穌敢怪.一腫：；.：一"II廿新土|一'土通十：,?：附-小氣—穌敢怪.一腫：；.：一"II廿新土|一'土通十：,?：％-圈:琲iTul流首：7TW室？培一鐘彰m-液tsr■毅棟12—提升存瞄一褓腮郭14一切格套管：IS—真全決每1&T調(diào)祓而四、 實(shí)驗(yàn)步驟1、 測(cè)五組二元系統(tǒng)氣液平衡標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)2、 測(cè)溫套管中倒入甘油，將標(biāo)準(zhǔn)溫度計(jì)插入套管中，并將其露出部分中間固定一支溫度計(jì)，對(duì)溫度進(jìn)行校正3、 查整個(gè)系統(tǒng)的氣密性，以保證實(shí)驗(yàn)裝置具有良好的氣密性，用與系統(tǒng)相連的100毫升針筒與系統(tǒng)相連，并使系統(tǒng)與大氣隔絕，針筒緩緩抽出一點(diǎn)壓力，硅油U型管中的兩個(gè)液注差不變時(shí)（說(shuō)明系統(tǒng)是密閉的），然后再通大氣4、 平衡釜內(nèi)加入一定濃度的無(wú)水甲醇-異丙醇混合溶液約20-30ml，打開冷卻水，安放好加熱器，接通電源。開始時(shí)緩慢加熱，冷凝回流液控制在每秒2?3滴。穩(wěn)定地回流約15分鐘，以建立平衡狀態(tài)5、 達(dá)平衡后，需要記錄下溫度計(jì)的讀數(shù)，并用微量注射器分別取氣相樣品，測(cè)定其折射率，對(duì)照標(biāo)準(zhǔn)曲線得出汽相組成6、 依次加入同量的一種純物質(zhì)5ml，重新建立平衡，實(shí)驗(yàn)重復(fù)5次7、 實(shí)驗(yàn)完畢，關(guān)掉電源和水源，處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)五、 實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)1、 在注射純物質(zhì)時(shí)要緩慢注入以免濺出，不能用水洗滌儀器2、 在溫度維持恒定時(shí)要再加熱5分鐘保證確實(shí)達(dá)到平衡六、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)1、原始數(shù)據(jù)2、數(shù)據(jù)處理七、實(shí)驗(yàn)分析與討論1、 結(jié)果討論本次實(shí)驗(yàn)從結(jié)果來(lái)看，甲醇組成折光率的測(cè)定結(jié)果比較準(zhǔn)確，制圖的分布點(diǎn)成線性分布。最后甲醇?xì)庀嘟M成的計(jì)算值和實(shí)驗(yàn)值比較存在一定的誤差，實(shí)驗(yàn)所測(cè)數(shù)據(jù)比計(jì)算值大，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中物料置換操作、氣液蒸餾時(shí)間的長(zhǎng)短都是造成誤差的原因。2、 誤差分析實(shí)驗(yàn)注射樣品液時(shí)，注射物料的量