第1-2节 相平衡
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第二节双组分溶液的汽液相平衡§6.2.1、理想物系的汽液相平衡平衡蒸馏与简单蒸馏中都存在着汽液两相共存的物系。
在平衡蒸馏中汽液两相充分接触后再进行分离,可以近似认为两相已达到平衡状态。
在简单蒸馏中汽体自沸腾液体中产生,也可近似认为两相处于平衡状态。
所以,蒸馏过程都涉及到两相共存的平衡物系。
一、汽液两相平衡共存的自由度物系中共有四个变量P、T、y、xF = c-p+2 = 2-2+2 = 2所以四个变量中只有两个独立变量。
而蒸馏过程的操作压强是恒定不变的。
P一定,则F=1,即T、x、y中只有一个独立变量了。
若T一定,则x、y随之而定;若x或y 一定,则T(y)或T(x)也随之而定。
图中恒压下双组分平衡物系中必存在着:1)液相(或汽相)组成与温度间的一一对应关系,T-x(y)关系。
2)汽、液相组成之间的一一对应关系,y~x关系。
二、双组分理想物系的Tb~x关系式(泡点——液相组成关系式)理想物系液相为理想溶液I.S.,服从拉乌尔定律;微观Micro:g11=g22=g12,宏观Macro:△H=0;△V=0汽相为理想气体I.G.,服从理想气体定律或道尔顿分压定律。
根据拉乌尔定律,液相上方的平衡蒸汽压为,,混合液的沸腾条件是各组分的蒸汽压之和等于外压,即或Tb~x的函数关系已知泡点,可直接计算液相组成;反之,已知组成也可算出泡点,但一般需经试差,这是由于fA (t)和fB(t)通常系非线性函数的缘故。
纯组分的p0与t的关系通常可表示成如下的经验式:安托因方程A,B,C为安托因常数,由手册查得。
三.汽液两相平衡组成间的关系式Κ——相平衡常数,y-x的函数关系,P一定,Κ=f(T)。
四.汽相组成与温度(露点)的定量表达式y-Td函数关系式五.t~x(y)图和y-x图P恒定E、F互成平衡的汽、液相B'——第一个汽泡D'——第一个液滴把p一定,不同温度下互成平衡的汽液两相组成y和x绘制在y-x坐标中,得到的图称为y-x图。