双组分溶液的气液相平衡.doc

、掌握的内容——双组分理想物系的汽液平衡,拉乌尔定律、泡点方程、露点方程、汽液相平衡图、挥发度与相对挥发度定义及应用、相平衡方程及应用;2、了解的内容——非理想物系汽液平衡;3、本节难点——t-x-y图及y-x图,相对挥发度的特点。,是指溶液与其上方蒸汽达到平衡时气液两相间各组分组成的关系。理想溶液的汽液相平衡服从拉乌尔(Raoult)定律。因此对含有A、B组分的理想溶液可以得出:oP=Px(6-1a)AAAooP=Px=P1-x(6-1b)()BBBBA式中:P,P——溶液上方A和B两组分的平衡分压,Pa;ABooP,P——同温度下,纯组分A和B的饱和蒸汽压,Pa;ABx,x——混合液组分A和B的摩尔分率。AB理想物系气相服从道尔顿分压定律,既总压等于各组分分压之和。对双组分物系:P=P+P(6-2)AB式中:P——气相总压,Pa;P和P——A,B组分在气相的分压,Pa。AB根据拉乌尔定律和道尔顿分压定律,可得泡点方程:op,pB(6-4)x,AoP,PA式(6-4)称为泡点方程,该方程描述平衡物系的温度与液相组成的关系。可得露点方程式:oopp,pAB6-5y,Aoopp,pAB式(6-5)称为露点方程式,该方程描述平衡物系的温度与气相组成的关系。在总压一定的条件下,对于理想溶液,只要溶液的饱和温度已知,根据A,B组分的蒸00气压数据,查出饱和蒸汽压P,P,则可以采用式(6-4)的泡点方程确定液相组成x,采ABA用式(6-5)的露点方程确定与液相呈平衡的气相组成y。(t-y-x)1t-x-y图即温度—组成图。图中有两条曲线,曲线?为饱和液体线(或泡点线)。曲线?为饱和蒸气线或露点线,可由露点方程得到。这两条曲线将图形分成三个区域:分别为液相区,气液共存区和过热蒸气区。图6-1苯-甲苯体系的T-x图图6-2苯--x在一定外压下,气相组成y和与之平衡的液相组成x之间的关系,称气液相平衡图。y-x图可通过t-x-y图作出,图6-2是苯-甲苯混合液的y-x图。、挥发度挥发度:气相中某一组分的蒸汽分压和与之平衡的液相中的该组份摩尔分率之比,以符号,表示。对于A和B组成的双组分混合液有:pA,(6-6a),AxApB,(6-6b),BxB式中:,,,——组份A,B的挥发度;ABp,p——汽液平衡时,组分A,B在气相中的分压;ABx,x——汽液平衡时,组分A,B在液相中的摩尔分率。AB在理想溶液中,各组分的挥发度在数值上等于其饱和蒸汽压。二、相对挥发度相对挥发度:溶液中两组分挥发度之比,以符号α表示。2pA,xAA(6-8),,,p,BBxByx或写成:AA,,(6-9)yxBB相对挥发度α值的大小,表示气相中两组分的浓度比是液相中浓度比的倍数。所以α值可作为混合物采用蒸馏法分离的难易标志,若α大于1,y>x,说明该溶液可以用蒸馏方法来分离,α越大,A组分越易分离;若α=1,则说明混合物的气相组分与液相组分相等;则普通蒸馏方式将无法分离此混合物;α<1,则重新定义轻组分与重组分,使α>1。对于二元混合物,当总压不高时,可得相平衡方程:,xy,(6-10)1,(,,1)x对于理想溶液,因其服从拉乌尔定律,故有:0,PAA(6-11)=,,0,PBB即理想溶液