结构推理
在中低压下苯-甲苯体系的气液平衡可用Raoult定律描述。已知苯(1)和甲苯(2)的蒸汽压数据如下:
t/℃t/℃
80.1101.338.998170.569.8
84114.144.5100180.174.2
88128.550.8104200.483.6
90136.154.2108222.594.0
94152.661.6110.6237.8101.3
试作出该体系在90℃下的p-x-y图和在总压为101.3kPa下的t-x-y图。
【正确答案】解:由Raout定律知,,即
, (1)
所以
(2)
当t=90℃时,=136.1kPa,=54.2kPa,由式(1)得
p=81.9x1+54.2 (3)
由式(1)可以得到气相组成为
(4)
由式(3)和式(4)计算出的不同x1时的p值和y1值如下:
x1py1x1py1
0.054.20.0000.6103.30.790
0.162.40.2180.7111.50.854
0.378.80.5180.9127.90.958
0.595.20.7151.0136.11.000
由表中数据可作图如图8-2(a)所示。
当总压p=101.3kPa时,由式(2)知
(5)
气相组成可由式(1)得到
(6)
当t=84℃时,将查得的饱和蒸汽压数据代入式(5),得
x1=(101.3-44.5)/(114.1-44.5)=0.816
将饱和蒸汽压数据 及x1值代入式(6),得
y1=114.1×0.816/101.3=0.919
同理,可得p=101.3kPa时其它温度下的液相组成和气相组成,列于下表:
t/℃x1y1t/℃x1y1
80.11.0001.000980.3130.526
840.8160.9191000.2560.455
880.6500.8241040.1520.300
900.5750.7731080.0570.125
940.4360.657110.600
由表中的数据可作出t-x1-y1图,如图8-2(b)所示。
【答案解析】