题目
在压强为101.3kPa下,正己烷-正庚烷物系的平衡数据如下:t,℃ 30364046505658x 1.00.7150.5240.3740.2140.091y 1.00.8560.7700.6250.4490.228试求:(1)正己烷组成为0.5(摩尔分数)的溶液的泡点温度及其平衡蒸汽的组成;(2)将该溶液加热到45℃时,溶液处于什么状态?各相的组成是多少?(3)将溶液加热到什么温度才能全部气化为饱和蒸汽?这时蒸汽的组成是多少?
在压强为101.3kPa下,正己烷-正庚烷物系的平衡数据如下:
t,℃
30
36
40
46
50
56
58
x
1.0
0.715
0.524
0.374
0.214
0.091
y
1.0
0.856
0.770
0.625
0.449
0.228
试求:(1)正己烷组成为0.5(摩尔分数)的溶液的泡点温度及其平衡蒸汽的组成;(2)将该溶液加热到45℃时,溶液处于什么状态?各相的组成是多少?(3)将溶液加热到什么温度才能全部气化为饱和蒸汽?这时蒸汽的组成是多少?
题目解答
答案
解:由所给平衡数据做t-x-y图(见本题附图)。
(1)当xA=0.5时,由图中读得泡点温度ts=41℃,其平衡瞬间蒸汽组成yA=0.75;
(2)当t=45℃时,溶液处于气液共存状态,此时
xA‘=0.38 ,yA’=0.64 ;
(3)由图知,将溶液加热到49℃时,才能全部汽化为饱和蒸汽,蒸汽组成为0.5 。
解析
步骤 1：绘制t-x-y图
根据题目给出的正己烷-正庚烷物系的平衡数据，绘制t-x-y图。其中，x表示正己烷的摩尔分数，y表示正己烷在蒸汽中的摩尔分数，t表示温度。
步骤 2：确定泡点温度和平衡蒸汽组成
在t-x-y图上，找到正己烷摩尔分数为0.5的点，然后向上找到与之对应的温度，即为泡点温度。再找到该温度下对应的蒸汽组成y。
步骤 3：确定45℃时的状态和各相组成
在t-x-y图上，找到温度为45℃的点，然后向左找到与之对应的液相组成x'，再向右找到与之对应的气相组成y'。
步骤 4：确定全部气化为饱和蒸汽的温度和蒸汽组成
在t-x-y图上，找到正己烷摩尔分数为0.5的点，然后向上找到与之对应的温度，该温度即为全部气化为饱和蒸汽的温度。再找到该温度下对应的蒸汽组成y。
根据题目给出的正己烷-正庚烷物系的平衡数据，绘制t-x-y图。其中，x表示正己烷的摩尔分数，y表示正己烷在蒸汽中的摩尔分数，t表示温度。
步骤 2：确定泡点温度和平衡蒸汽组成
在t-x-y图上，找到正己烷摩尔分数为0.5的点，然后向上找到与之对应的温度，即为泡点温度。再找到该温度下对应的蒸汽组成y。
步骤 3：确定45℃时的状态和各相组成
在t-x-y图上，找到温度为45℃的点，然后向左找到与之对应的液相组成x'，再向右找到与之对应的气相组成y'。
步骤 4：确定全部气化为饱和蒸汽的温度和蒸汽组成
在t-x-y图上，找到正己烷摩尔分数为0.5的点，然后向上找到与之对应的温度，该温度即为全部气化为饱和蒸汽的温度。再找到该温度下对应的蒸汽组成y。