乙醇和水系统平衡时气液二相的平衡数据

乙醇和水的相平衡图：

相平衡是指多相系统中各相变化达到的极限状态。此时在宏观上已经没有任何物质在相际传递，但在微观上仍有方向相反的物质在相际传递，且速度相等，故传递的净速度为零。

化工热力学研究的两相系统的平衡，有气液平衡、气固平衡、汽液平衡、汽固平衡、液液平衡、液固平衡和固固平衡；相数多于2的系统，有气液固平衡、汽液液平衡等。

扩展资料：

相平衡条件及相关概念

在一个封闭的多相体系中，相与相之间可以有热的交换、功的传递和物质的交流。对具有个相体系的热力学平衡，实际上包含了如下四个平衡条件:

（1）热平衡条件:：设体系有α、β、‥‥‥、Φ个相，达到平衡时，各相具有相同温度Tα=Tβ=‥‥‥=TΦ

（2）压力平衡条件:：达到平衡时各相的压力相等：pα=pβ=‥‥‥=pΦ。

（3）相平衡条件：任一物质B在各相中的化学势相等，相变达到平衡：μBα=μBβ=‥‥‥=μBΦ

（4）化学平衡条件：化学变化达到平衡：ΣνBμB=0 [2] 。

相：体系内部物理和化学性质完全均匀的部分称为相。相与相之间在指定条件下有明显的界面，在界面上宏观性质的改变是飞跃式的。体系中相的总数称为相数，用Φ表示。

气体：不论有多少种气体混合，只有一个气相。

液体：按互溶程度可组成一相、两相或三相共存。

固体：一般有一种固体便有一个相。两种固体粉末无论混合得多么均匀，仍是两个相（固体溶除外，它是单相）

自由度：确定平衡体系的状态所必须的独立强度变量的数目称为自由度，用字母f表示。这些强度变量通常是压力、温度和浓度等。

独立组分数：在平衡体系所处的条件下，能够确保各相组成所需的最少独立物种数称为独立组分数。

参考资料来源：百度百科——相平衡

回流比怎么从乙醇和水的二元相平衡图y-x

对于能形成共沸物的混合溶液来说，普通的精馏方法是很难进行分离的。例如：乙醇—水溶液，因为乙醇同水形成了共沸物。在常压下，共沸组成为4.43%的水，95.57%的乙醇。共沸点为78.15℃。即当乙醇—水溶液浓度为95.6%时，溶液的汽液相组成（平衡组成）相等。这就无法用普通精馏的方法将惭醇溶液再浓缩，即得不到纯度高于95.6%的乙醇。但我们可根据共沸精馏的原理。选择一个好的共沸剂，使之与水和乙醇形成三元共沸物，从而达到分离目的，即可得到无水乙醇。

Wilson方程计算101.325kpa下二元体系气液平衡

从文献查得乙醇和水的Antoine常数 (见表1)。

表1 Antoine常数

利用Antoine方程计算在78.15℃时乙醇和水的饱和蒸气压计算值为：

PSl=1．0058×105 Pa，PS2=0.4393×105Pa。常压下汽相混合物服从理想气体定律，则y1=1.0074，y2=2.3056。

对于二元溶液Wilson方程的表达式为：

其中y1=1.0074、y2=2.3056，x1=0.8943、x2=0.1057,带入上式计算后得到Aij(见表2)。

表2 Wilson状态方程参数

组分

乙醇（1）

水（2）

乙醇（1）

1.0000

0.8995

水（2）

0.1441

1.0000

利用参数Aij计算各活度系数r,饱和蒸汽压P1’

当P-Pn<t时，调整温度继续上述计算，得101.325kpa下乙醇一水体系的汽液平衡数据，计算结果见表附表3。

这是最简单的二元体系气液平衡数据的计算。你可以参考http://wenku.baidu.com/view/1596f7d1360cba1aa811dae9.html

计算。当然也可以找中国知网中的论文。只需要输入“Wilson方程”就可已找到很多相关的论文。

充电吧！具体计算没法打出来！呵呵！

下表为20℃下乙醇与水的混合液体的密度（以乙醇的体积分数为变量）：

乙醇的溶解性：

能与水以任意比互溶；可混溶于醚、氯仿、甲醇、丙酮、甘油等多数有机溶剂。

乙醇是一种很好的溶剂，能溶解许多物质，所以常用乙醇来溶解植物色素或其中的药用成分；也常用乙醇作为反应的溶剂，使参加反应的有机物和无机物均能溶解，增大接触面积，提高反应速率。例如，在油脂的皂化反应中，加入乙醇既能溶解NaOH，又能溶解油脂，让它们在均相（同一溶剂的溶液）中充分接触，加快反应速率。

扩展资料：

一、乙醇的物理性质：

1、乙醇的各种表现形式

相对密度（d15.56）0.816，式量（相对分子质量）为46.07g/mol。沸点是78.4℃，熔点是-114.3℃。纯乙醇是无色透明的液体，有特殊香味，易挥发。

乙醇的物理性质主要与其低碳直链醇的性质有关。分子中的羟基可以形成氢键，因此乙醇黏性大，也不及相近相对分子质量的有机化合物极性大。

λ=589.3nm和18.35℃下，乙醇的折射率为1.36242，比水稍高。

2、溶解性

能与水以任意比互溶；可混溶于醚、氯仿、甲醇、丙酮、甘油等多数有机溶剂。

乙醇是一种很好的溶剂，能溶解许多物质，所以常用乙醇来溶解植物色素或其中的药用成分；也常用乙醇作为反应的溶剂，使参加反应的有机物和无机物均能溶解，增大接触面积，提高反应速率。例如，在油脂的皂化反应中，加入乙醇既能溶解NaOH，又能溶解油脂，让它们在均相（同一溶剂的溶液）中充分接触，加快反应速率。

3、潮解性

由于存在氢键，乙醇具有较强的潮解性，可以很快从空气中吸收水分。

羟基的极性也使得很多离子化合物可溶于乙醇中，如氢氧化钠、氢氧化钾、氯化镁、氯化钙、氯化铵、溴化铵和溴化钠等；但氯化钠和氯化钾微溶于乙醇。此外，其非极性的烃基使得乙醇也可溶解一些非极性的物质，例如大多数香精油和很多增味剂、增色剂和医药试剂。

参考资料：百度百科-乙醇

附表2不同温度乙醇~水溶液的组成(101.3KPa)

温度℃ 乙醇的摩尔分率

x y

95.5 0.0190 0.1700

89.0 0.0721 0.3891

86.7 0.0966 0.4375

85.3 0.1238 0.4704

84.1 0.1661 0.5089

82.7 0.2337 0.5445

82.3 0.2608 0.5580

81.5 0.3273 0.5826

80.7 0.3965 0.6122

79.8 0.5079 0.6564

79.7 0.5198 0.6599

79.3 0.5732 0.6481

78.74 0.6763 0.7385

78.41 0.7472 0.7815

78.15 0.8943 0.8943

液相中乙醇 的摩尔分率 0.0 0.01 0.02 0.04 0.06 0.08 0.10 0.14 0.18 0.20 0.25 0.30 0.35 0.40 常压下乙醇——水的气液相平衡...

查文献得到乙醇-水溶液不同组成下的饱和蒸汽压数值，并且文献拟合了活度系数方程，然后用p=p1*x1*gama1+p2*x2*gama2计算。

饱和蒸气压的计算公式有三种：

(1)Clausius-Claperon方程：dlnp/d(1/T)=-H(v)/(R*Z(v))，式中p为蒸气压；H(v)为蒸发潜热；Z(v)为饱和蒸汽压缩因子与饱和液体压缩因子之差。该方程是一个十分重要的方程，大部分蒸汽压方程是从此式积分得出的.

(2)Clapeyron方程：若上式中H(v)/(R*Z(v))为与温度无关的常数，积分式，并令积分常数为A，则得Clapeyron方程：lnp=A-B/T。式中B=H(v)/(R*Z(v))。

(3)Antoine方程：lgp=A-B/(T+C)，式中，A，B，C为Antoine常数，可查数据表。Antoine方程是对Clausius-Clapeyron方程最简单的改进，在1.333~199.98kPa范围内误差小。

当单位时间内进入空间的分子数目与返回液体中的分子数目相等时，则蒸发与凝结处于动态平衡状态，这时虽然蒸发和凝结仍在进行，但空间中蒸汽分子的密度不再增大，此时的状态称为饱和状态。在饱和状态下的液体称为饱和液体，其蒸汽称为饱和蒸汽或干饱和蒸汽。

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.