题目
完全互溶的二元系统苯(1)-三氯甲烷(2),在70℃与101.3 kPa下,其组成的汽液相平衡比K1=0.719,K2=1.31。试计算对汽液相总组成苯含量(摩尔分率)分别为0.4、0.5时的汽液相平衡组成和汽化率
完全互溶的二元系统苯(1)-三氯甲烷(2),在70℃与101.3 kPa下,其组成的汽液相平衡比K1=0.719,K2=1.31。试计算对汽液相总组成苯含量(摩尔分率)分别为0.4、0.5时的汽液相平衡组成和汽化率
题目解答
答案

解析
步骤 1:确定汽液相平衡关系
根据汽液相平衡比K1和K2,可以得到汽液相平衡关系式:
${a}_{12}=\dfrac {{K}_{1}}{{K}_{2}}=\dfrac {{y}_{1}{x}_{2}}{{x}_{1}{y}_{2}}=\dfrac {{y}_{1}(1-{x}_{1})}{{x}_{1}(1-{y}_{1})}$
其中,${y}_{1}$和${x}_{1}$分别为汽相和液相中苯的摩尔分率,${y}_{2}$和${x}_{2}$分别为汽相和液相中三氯甲烷的摩尔分率。
步骤 2:计算汽液相平衡组成
将K1=0.719和K2=1.31代入汽液相平衡关系式,得到:
${y}_{1}-0.45{x}_{1}{y}_{1}-0.54=0$
整理上式得:
${y}_{1}=\dfrac {0.54}{1-0.45{x}_{1}}$
对于汽液相总组成苯含量分别为0.4和0.5时,分别代入上述方程求解${x}_{1}$和${y}_{1}$。
步骤 3:计算汽化率
汽化率的计算公式为:
$z={x}_{1}L+(1-L){y}_{1}$
其中,z为汽液相总组成苯含量,L为液相分率,1-L为汽化率。将求得的${x}_{1}$和${y}_{1}$代入上述方程求解L和1-L。
根据汽液相平衡比K1和K2,可以得到汽液相平衡关系式:
${a}_{12}=\dfrac {{K}_{1}}{{K}_{2}}=\dfrac {{y}_{1}{x}_{2}}{{x}_{1}{y}_{2}}=\dfrac {{y}_{1}(1-{x}_{1})}{{x}_{1}(1-{y}_{1})}$
其中,${y}_{1}$和${x}_{1}$分别为汽相和液相中苯的摩尔分率,${y}_{2}$和${x}_{2}$分别为汽相和液相中三氯甲烷的摩尔分率。
步骤 2:计算汽液相平衡组成
将K1=0.719和K2=1.31代入汽液相平衡关系式,得到:
${y}_{1}-0.45{x}_{1}{y}_{1}-0.54=0$
整理上式得:
${y}_{1}=\dfrac {0.54}{1-0.45{x}_{1}}$
对于汽液相总组成苯含量分别为0.4和0.5时,分别代入上述方程求解${x}_{1}$和${y}_{1}$。
步骤 3:计算汽化率
汽化率的计算公式为:
$z={x}_{1}L+(1-L){y}_{1}$
其中,z为汽液相总组成苯含量,L为液相分率,1-L为汽化率。将求得的${x}_{1}$和${y}_{1}$代入上述方程求解L和1-L。