文档介绍：一、实验目的
1、了解和掌握用双循环汽液平衡器测定二元系统气液平衡数据的方法。
2、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。
3、通过实验了解平衡釜的构造,掌握气液平衡数据的测定方法和技能。
4、掌握二元系统气液平衡相图的绘制。
二、实验原理
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,除了两相的温度和压力分别相等外,每一组分化学位也相等,即逸度相等,其热力学基本关系为:
= (1)

常压下,气相可视为理想气体,再忽略压力对流体逸度的影响, 从而得出低压下气液平衡关系式为:
= (2)
式中,p——体系压力(总压);
——纯组分在平衡温度下的饱和蒸汽压,可用Antoine公式计算;
、——分别为组分在液相和气相中的摩尔分率;
——组分的活度系数
由实验测得等压下气液平衡数据,则可用
= (3)
计算出不同组成下的活度系数。
本实验中活度系数和组成关系采用Wilson方程关联。Wilson方程为:
 lnγ1=-ln(x1+Λ12x2)+x2( -) (4)
 lnγ2=-ln(x2+Λ21x1)+x1( -) (5)
Wilson方程二元配偶函数Λ12和Λ21采用非线性最小二乘法,由二元气液平衡数据回归得到。
目标函数选为气相组成误差的平方和,即
= (6)
三、实验装置和试剂
1、实验的装置:平衡釜一台、阿贝折射仪一台、超级恒温槽一台、50-100十分之一的标准温度计一支、0-50十分之一的标准温度计一支、1ml注射器4支、5ml注射器1支。
2、实验的试剂:无水甲醇、异丙醇。
四、实验步骤
1、开启超级恒温槽,调温至测定折射率所需温度25℃或30℃。
2、测温套管中倒入甘油,将标准温度计插入套管中,并将其露出部分中间固定一支温度计,对温度进行校正。
3、查整个系统的气密性,以保证实验装置具有良好的气密性,用与系统相连的100毫升针筒与系统相连,并使系统与大气隔绝,针筒缓缓抽出一点压力,硅油U型管中的两个液注差不变时(说明系统是密闭的),然后再通大气。
4、实验测定的是常压下的气液平衡数据,。
5、常温下测11组异丙醇-甲醇二元系统气液平衡标准数据。
6、平衡釜内加入一定浓度的无水甲醇-异丙醇混合溶液约20-30ml,打开冷却水,安放好加热器,接通电源。开始时缓慢加热,冷凝回流液控制在每秒2 ~ 3滴。稳定地回流约15分钟,以建立平衡状态。
7、达平衡后,需要记录下温度计的读数,并用微量注射器分别取气相样品2毫升,测定其折射率,对照标准曲线得出汽相组成。
8、从釜中取出2毫升混合液,然后依次加入同量的一种纯物质2ml,重新建立平衡,实验重复5次。
9、实验完毕,关掉电源和水源,处理实验数据。
五、实验数据的处理
1、绘制异丙醇的标准折射率图
表5-1、二元系统气液平衡标准数据
序号
异丙醇体积分数%
折光率
1
100

2
90

3
80