氣液相平衡分析主講老師：鐘彩霞目錄Contents01雙組分理想溶液的氣液相平衡02氣液平衡相圖Part.1雙組分理想溶液的氣液相平衡雙組分理想溶液的氣液相平衡一、理想物系液相：理想溶液—遵循拉烏爾定律氣相：理想氣體—遵循道爾頓分壓定律兩組分混合時(shí)既無(wú)熱效應(yīng)又無(wú)體積效應(yīng)，這種溶液稱為理想溶液。理想溶液在達(dá)平衡時(shí)氣相分壓與液相組成之間的關(guān)系遵循拉烏爾定律。雙組分理想溶液的氣液相平衡二、拉烏爾定律在一定溫度下，氣液兩相達(dá)到平衡時(shí)，氣相中組分的分壓等于該組分在溶液同溫度下的飽和蒸汽壓與其溶液中的摩爾分?jǐn)?shù)之乘積。由道爾頓分壓定律，溶液上方氣相總壓P為:輕組分A（易揮發(fā)）：重組分B（難揮發(fā)）：雙組分理想溶液的氣液相平衡二、拉烏爾定律——泡點(diǎn)方程

——露點(diǎn)方程式中：

——同溫度下純A、B組分的飽和蒸汽壓，kPa；

——液相中、氣相中A組分的摩爾分?jǐn)?shù)；

——操作壓強(qiáng)，kPa。雙組分理想溶液的氣液相平衡例：已知在不同溫度下苯(A)和甲苯(B)的飽和蒸氣壓數(shù)據(jù)列于下表中，試?yán)帽碇械臄?shù)據(jù)計(jì)算當(dāng)操作壓強(qiáng)為101.3Kpa，體系達(dá)平衡時(shí)各溫度下氣、液兩相中苯的摩爾分?jǐn)?shù)。溫度t/K353.2357361365369373377381383.4101.3113.6127.6143.4160.5179.2199.3222.1233.04044.450.757.665.774.583.493.8101.3雙組分理想溶液的氣液相平衡解：以第二組數(shù)據(jù)為例（溫度357K、苯的飽和蒸汽壓113.6kPa、甲苯的飽和蒸氣壓44.4kPa），計(jì)算氣液相平衡時(shí)苯的摩爾分?jǐn)?shù)。溫度t/K353.2357361365369373377381383.410.820.660.510.380.260.160.06010.920.830.720.600.460.300.130同理可求得其他溫度下氣液兩相平衡數(shù)據(jù)，列于下表。雙組分理想溶液的氣液相平衡三、相對(duì)揮發(fā)度揮發(fā)度——組分揮發(fā)的難易程度，用“

”表示。相對(duì)揮發(fā)度——混合液中易揮發(fā)組分與難揮發(fā)組分的揮發(fā)度之比，用“

”表示。雙組分理想溶液的氣液相平衡三、相對(duì)揮發(fā)度用相對(duì)揮發(fā)度表示的相平衡方程：結(jié)論：當(dāng)

時(shí)，兩組分揮發(fā)度相等，無(wú)法用普通蒸餾法進(jìn)行分離；當(dāng)

時(shí)，氣相濃度大于液相濃度，可以用普通蒸餾法分離，且α越大、越容易分離。Part.2氣液平衡相圖氣液平衡相圖1、t-x-y圖兩條曲線：t-x曲線：液相組成與泡點(diǎn)間的關(guān)系，稱泡點(diǎn)曲線、飽和液體線；t-y曲線：氣相組成與露點(diǎn)間的關(guān)系，稱露點(diǎn)曲線、飽和蒸氣線。氣液平衡相圖1、t-x-y圖三個(gè)區(qū)域：t-x線下方：液相區(qū)（或冷液區(qū)）；t-y線上方：氣相區(qū)（或過(guò)熱蒸氣區(qū)）；t-x,t-y線之間：氣液兩相同時(shí)存在，并互成平衡，且都處于飽和狀態(tài)，稱氣液共存區(qū)（或兩相區(qū)）。氣液平衡相圖1、t-x-y圖分析：結(jié)論：在某一溫度下，氣相線始終在液相線之上，氣液達(dá)到平衡時(shí)，y＞x；只有在兩相區(qū)才能對(duì)混合液實(shí)行有效的分離。K→N：全部汽化（組成不變）N→K：全部冷凝（組成不變）K→G：部分汽化（組成變）N→G：部分冷凝（組成變）雙組分理想溶液t-x-y圖氣液平衡相圖2、x-y圖01氣相組成y＞液相組成x，故平衡曲線在對(duì)角線之上。02平衡曲線離對(duì)角線越遠(yuǎn)，表示氣液兩相濃度差異越大，混合液越容易分離。03互成平衡的氣液組成點(diǎn)落在x-y曲線上，因?yàn)樵撉€是由氣液平衡數(shù)據(jù)繪制出的。04

氣液平衡相圖壓力對(duì)氣液平衡的影響當(dāng)總壓增加時(shí)，t-x-y圖中氣相線與液相線上移；當(dāng)總壓在難揮發(fā)組分臨界壓強(qiáng)之下、易揮發(fā)組分臨界壓強(qiáng)之上，則氣、液兩相區(qū)變?。蝗艨倝涸趦山M分的臨界壓強(qiáng)之上，則氣液兩相區(qū)消失。氣