液液平衡(英文名稱liquid-liquid equilibrium)是一種物理現(xiàn)象,在一定溫度和壓力下,兩個組分不同的液相經(jīng)過充分接觸后,某些組分在這兩液相中的濃度不再發(fā)生變化,表明這些組分在這兩相間的正反傳遞速率相等,達到了液-液平衡。例如水和苯是兩個液相,當水和苯共存時,存在明顯的液相分界面,下層水中溶有少量苯,上層苯中也溶有少量水,兩者部分互溶,形成具有兩個液相的二元體系。在一定溫度和壓力下,使其充分混合接觸,直到兩個液相的組成恒定,即水中溶解苯的量和苯中溶解水的量不變,即認為水和苯兩個液相達到該溫度和壓力下的液-液平衡。
液-液平衡是物質(zhì)的一種物理性能,自然界廣泛存在的一種物理現(xiàn)象和規(guī)律。在化學化工中利用物質(zhì)的這種性能和規(guī)律可以通過各種化工過程提取、分離、濃縮、精制產(chǎn)品。
1、 液-液平衡的表示方法:液-液平衡不但與組分有關(guān),不同溫度和壓力的下液-液平衡數(shù)據(jù)是不同的,常見的是兩個液相間的相平衡。在定壓下,不同溫度下的液液平衡常用平衡相圖來表示,例如水和與異丁醇的相圖如下:
從相圖中可以清楚地了解到水和異丁醇兩個液相在不用溫度下的組成,而且還可以在了解到隨著溫度的提高,彼此的溶解度增加,當溫度達到約130℃以上時,兩相就會消失,成為互溶的一相。
2、化學工業(yè)中應(yīng)用的液-液分離系統(tǒng)往往是多元系統(tǒng),制作相圖往往將選定最難分離的兩個關(guān)鍵組分為代表,測定兩者在第三組分(分離溶劑)中的溶解性,測定分配系數(shù)、繪制不同溫度下的三元相圖。如水-醋酸-苯三元系,溶質(zhì)(醋酸)在兩個液相(苯相和水相)中的濃度比,稱為分配系數(shù)D,表示如下:
式中α、β分別代表兩個液相;xi為溶質(zhì)I在兩個液相中的濃度。如果溶質(zhì)在兩相中形成理想溶液,則分配系數(shù)僅為溫度的函數(shù);如果為非理想溶液,則分配系數(shù)還與溶液的組成有關(guān)。D 值越大,表示溶質(zhì)I易于利用溶劑α即能將其由β中分離出來。利用這種關(guān)系可以方便地選擇分離溶劑及操作條件。
在煉油和化工生產(chǎn)中最有價值的是芳烴液-液萃取過程。該過程利用甘醇、N-甲基吡咯烷酮等溶劑,由芳烴與非芳烴組成的混合液中將芳烴分離出來。該過程的理論基礎(chǔ)是芳烴和非芳烴在溶劑中的液-液平衡。
平衡閥的原理是閥體內(nèi)的反調(diào)節(jié),當入口處壓力加大時,自動減小通徑,減少流量的變化,反之亦然。如果反接,這套調(diào)節(jié)系統(tǒng)就不起作用。而且起調(diào)節(jié)作用的閥片,是有方向性的,反向的壓力甚至可以減少甚至封閉流量。既然...
全自動洗衣機的平衡環(huán)安裝在洗滌一脫水桶上部,內(nèi)注有一定量的鹽水,主要作用是當洗衣機在脫水程序而衣物有偏心時,可以起到平衡作用,如果平衡環(huán)中的鹽水大量泄漏,會使平衡效果不佳,而使洗衣機在脫水時振動加大...
液壓平衡回路的原理是使液壓執(zhí)行元件的回油路上保持一定的背壓值,以平衡重力負載,使之不會因自重而自行下落。另外,平衡回路也起著限速作用。許多機床或機電設(shè)備的執(zhí)行機構(gòu)是沿垂直方向運動的,這些機床設(shè)備的液壓...
格式:pdf
大小:2.2MB
頁數(shù): 8頁
評分: 4.8
實驗?zāi)康呐c要求 : 1. 繪制常壓下環(huán)己烷-乙醇雙液系的氣液平衡相圖( T—X 圖),了解相 圖和相律的基本概念; 2. 掌握測定雙組分液體的沸點及正常沸點的方法; 3. 掌握用折光率確定二元液體組成的方法。 實驗原理: 常溫下,任意兩種液體混合組成的體系稱為雙液體系。若兩液體能按 任意比例相互溶解,則稱完全互溶雙液體系;若只能部分互溶,則稱部分互 溶雙液體系。雙液體系的沸點不僅與外壓有關(guān),還與雙液體系的組成有關(guān)。 恒壓下將完全互溶雙液體系蒸餾,測定餾出物(氣相)和蒸餾液(液相)的 組成,就能找出平衡時氣、液兩相的成分并繪出 T—X圖。 通常,如果液體與拉烏爾定律的偏差不大, 在 T—X圖上溶液的沸點介于 A、B二純液體的沸點之間見圖 1 (a)。而實際溶液由于 A、B 二組分的相互影 響,常與拉烏爾定律有較大偏差, 在 T—X圖上就會有最高或最低點出現(xiàn), 這 些點稱為恒沸點,其相應(yīng)的溶液
化工熱力學研究的兩相系統(tǒng)的平衡,有氣液平衡、氣固平衡、汽液平衡、汽固平衡、液液平衡、液固平衡和固固平衡;相數(shù)多于二的系統(tǒng),有氣液固平衡、汽液液平衡等。系統(tǒng)處于相平衡狀態(tài)時,各相的溫度、壓力都相同,它們的組成一般不相同。相平衡的研究主要是通過實驗測定有關(guān)數(shù)據(jù),并應(yīng)用相平衡關(guān)聯(lián)的方法,以探討平衡時溫度T、壓力p和各相組成(摩爾分率x、y)之間的關(guān)系,借以判斷一定條件下相變化過程的方向,并根據(jù)偏離相平衡的程度來估計過程推動力的大小。相平衡是傳質(zhì)分離過程和熱質(zhì)傳遞過程的理論基礎(chǔ)之一。例如:蒸餾和吸收利用相平衡時汽液或氣液兩相組成不同,通過相際物質(zhì)傳遞來實現(xiàn)混合物的分離;萃取根據(jù)物質(zhì)在兩個不互溶或部分互溶的液相中溶解度的不同來實現(xiàn)混合物的分離;結(jié)晶利用固體在液體中溶解度的限制,從溶液中析出固體。這些過程都涉及物質(zhì)在相際的傳遞。研究相平衡可為選擇合適的分離方法提供依據(jù)。在傳質(zhì)設(shè)備(如精餾設(shè)備、萃取設(shè)備)的計算中,可用相平衡數(shù)據(jù)來計算設(shè)備的平衡級數(shù)或傳質(zhì)單元數(shù)。此外,相平衡研究還用于探討諸如玻璃、陶瓷、耐火材料、合金等材料的形成條件。 系統(tǒng)中強度性質(zhì)完全相同的部分稱為一相。相與相之間有明顯的界面 。一個相可以是連續(xù)的 ,也可以是不連續(xù)的(如分散的液滴或晶粒)。只有一相存在的系統(tǒng)稱為單相或均相系統(tǒng),有兩個以上的相存在的系統(tǒng)一般稱為多相或非均相系統(tǒng)。