实验三 二元系统汽液平衡数据的测定 江苏大学化学化工学院.

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1 实验三 二元系统汽液平衡数据的测定 江苏大学化学化工学院

2 实验概括 在化学工业中，蒸馏、吸收过程的工艺和设备设计都需要准确的汽液平衡数据，本实验就是利用双循环汽液平衡器测定的二元汽液平衡数据。它对提供最佳化的操作条件，减少能源消耗和降低成本等，都有重要意义。 江苏大学化学化工学院

3 A实验目的 了解和掌握用双循环汽液平衡器测定二元汽液平衡数据的方法。
了解缔合系统汽-液平衡数据的关联方法，从实验测得的T-p-x-y数据计算各组分的活度系数。 学会二元汽液平衡相图的绘制。 江苏大学化学化工学院

4 B实验原理 当体系达到平衡时，a、b容器中的组成不随时间的变化而变化，这时从a和b两容器中取样分析，可得到一组汽液平衡试验数据。 蒸馏循环线
循环法测定汽液平衡数据的基本原理示意图 当体系达到平衡时，a、b容器中的组成不随时间的变化而变化，这时从a和b两容器中取样分析，可得到一组汽液平衡试验数据。 b a 江苏大学化学化工学院

5 C预习与思考 为什么即使在常低压下，醋酸蒸气也不能当作理想气体看待？ 本实验中气液两相达到平衡的判据是什么？
设计用0.1mol/LNaOH标准液测定气液两相组成的分析步骤、并推导平衡组成计算式？ 如何计算醋酸-水二元系的活度系数？ 为什么要对平衡温度作压力校正？ 本实验装置如何防止汽液平衡釜闪蒸、精馏现象发生？如何防止暴沸发生？ 江苏大学化学化工学院

6 D实验装置与流程（一） 本实验采用改进的Ellis气液两相双循环型蒸馏器，如图所示。 江苏大学化学化工学院

7 D实验装置与流程（二） 改进的Ellis蒸馏器测定汽液平衡数据较准确，操作也简单，但仅适用于液相和气相冷凝液都是均相的系统。温度测量用分度为0.1℃的水银温度计。 平衡釜加热下方是一个磁力搅拌器，用以加热时搅拌液体；另还有一个电子控制装置，用以调节加热电压及上下两组电热丝保温的加热电压。 分析测试汽液组成时，用化学滴定法。 江苏大学化学化工学院

8 E实验步骤及方法（一） （1）加料 从加料口加入配制好的醋酸-水二元溶液。
（1）加料 从加料口加入配制好的醋酸-水二元溶液。 （2）加热 调节电压150~200V左右，开启磁力搅拌器，缓慢加热至釜液至沸，分别接通上、下保温电源，电压调节在10~15V. （3）控温 溶液沸腾，气相冷凝液出现，直到冷凝回流。气相温度控制在比平衡温度高0.5~1 ℃左右。 江苏大学化学化工学院

9 E实验步骤及方法（二） （4）取样 经0.5~1h稳定后，记录平衡温度、气相温度及大气压力计的大气压力。迅速取8mL的气相冷凝液及液相于干燥、洁净的取样瓶中。 （5）分析 用化学分析法分析气、液两相组成，每一组分析两次，分析误差应小于0.5%。 （6）实验结束后，先把加热及保温电压逐步降低到零，切断电源，待釜内温度降至室温，关冷却水，调整实验仪器及试验台。 江苏大学化学化工学院

10 F实验数据处理 (1)平衡温度校正 测定实际温度与读数温度的校正： t实际=t观+0.00016n(t观-t室) t观:温度计指示值
沸点校正： =t实际 （t+273）( ） 江苏大学化学化工学院

11 F实验数据处理 (2)将 、 气、 液 输入计算机，计算表中参数。 计算结果列入下表 江苏大学化学化工学院

12 G结果讨论 计算实验数据的误差，分析误差的来源。 为何液相中HAc的浓度大于气相？ 若改变实验压力，汽液平衡相图将作如何变化，试用简图表明。
用本实验装置，设计作出本系统汽液平衡相图操作步骤。 江苏大学化学化工学院