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1测定常压下环己烷-乙醇二元系统的汽液平衡数据
发布时间:2019-10-09

  液体混合物中各组分在同一温度下具有不同的挥发能力。因而,经过汽液见相变达到平衡后,各组分在汽、液两相中的浓度是不相同的。根据这个特点,使二元混合物在精馏塔中进行反复蒸馏,就可分离得到各纯组分。为了得到预期的分离效果,设计精馏装置必须掌握精确的汽液平衡数据,也就是平衡时的汽、液两相的组成与温度、压力见的依赖关系。大量工业上重要的系统的平衡数据,很难由理论计算,必须由实验直接测定,即在恒压(或恒温)下测定平衡的蒸汽与液体的各组分。其中,恒压数据应用更广,测定方法也较简便。

  恒压测定方法有多种,以循环法最普遍。循环法原理的示意图见图5-11。在沸腾器P中盛有一定组成的二元溶液,在恒压下加热。液体沸腾后,逸出的蒸汽经完全冷凝后流入收集器R。达一定数量后逸流,经回流管流回到P。由于气相中的组成与液相中不同,所以随着沸腾过程的进行,P、R两容器中的组成不断改变,直至达到平衡时,汽、液两相的组成也保持恒定。分别从R、P中取样进行分析,即得出平衡温度下气相和液相的组成。

  图中横坐标表示二元系的组成(以B的摩尔分数表示),纵坐标为温度。显然曲线的两个端点 、 即指在恒压下纯A与纯B的沸点。若溶液原始的组成为 ,当它沸腾达到汽液平衡的温度为 时,其平衡汽液相组成分别为 与 。用不同组成的溶液进行测定,可得一系列 数据,据此画出一张由液相线的特点是当系统组成为 时,沸腾温度为 ,平衡的汽相组成与液相组成相同。因为 是所有组成中的沸点最低者,所以这类相图称为具有最低恒沸点的汽液平衡相图。

  分析汽液两相组成的方法很多,有化学方法和物理方法。本实验用阿贝折射仪测定溶液的折射率以确定其组成。香港6合彩正版挂牌。因为在一定温度下,纯物质具有一定的顺变关系。预先测定一定温度下一系列已知组成的溶液的折射率,得到折射率-组成对照表。以后即可根据待测溶液的折射率,由此表确定其组成。

  3. 加热一定时间后溶液开始沸腾,气、液两相混合物经蛇形管口[喷于温度计底部;同时可见气相冷凝液滴入接受器11。为了防止蒸气过早的冷凝,通过变压器将上保温电加热丝加热,要求套管8内温度比套管6内温度高0.5~1.5℃。控制加热器电压,使冷凝液产生速度为每分钟60~100滴。调节下保温电热丝电压,以蒸馏器的器壁上不产生冷凝液为宜。为防止暴沸,在加热升温过程中可借助于双连球通过活塞14向蒸馏器内缓慢而间歇地鼓入少量空气,待溶液沸腾后即取下双连球。

  2. 使用埃立斯蒸馏器操作时,应注意防止闪蒸现象、精馏现象及暴沸现象。当加热功率过高时,溶液往往会产生完全汽化,将原组成溶液瞬间完全变为蒸气,即闪蒸。显然,闪蒸得到的汽液组成不是平衡的组成。为此需要调节适当的加热功率,以控制蒸气冷凝液的回流速度。

  蒸馏器所得的平衡数据是溶液一次汽化平衡的结果。但蒸气在上升过程中又遇到液相冷凝液,则又可进行再次汽化,这样就形成了多次蒸馏的精馏操作。其结果是得不到蒸馏器应得的平衡数据。为此,在蒸馏器上部必须进行保温,使气相部位略高于液相,以防止蒸气过早的冷凝。

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