液液平衡liquid-liquid equilibrium
相图 液液平衡关系可用相图表述。水-异丁醇二元系的等压相图(图1)表明:在一定温度下,两相区的包线上读到的两点C0和Có分别代表两个共存液相的组成(以组分 B的mB%表示)。这两个共存液相又称共轭相。一般来说,共轭相的组成通常随温度升高而相互接近,当温度升高到K点的数值时,共轭相于点K会合,系统变成单相。这个会合点 K的温度称上部会溶温度(也称上部临界溶解温度)。温度高于上部会溶温度时,水和异丁醇完全互溶。但也有些系统,例如水-三乙胺二元系的共轭相组成随温度降低而相互接近(图2),于是便有下部会溶温度(也称下部临界溶解温度),还有少数系统,如水-烟碱二元系,既有上部会溶温度,又有下部会溶温度(图3)。 相稳定性准则 由热力学第二定律可得相稳定性准则:
式中Gm为二元溶液的摩尔自由焓;x1为组分 1的摩尔分数。如果不满足这一条件,则发生相分裂,形成两个共存液相。在相平衡关联中,并非每一种过量自由焓模型都能计算相分裂的条件。威尔逊方程是一个适用性较广的过量自由焓模型,广泛用于汽液平衡计算,由于不能满足下列条件:
因而不能用于液液平衡计算。NRTL方程和 UNIQUAC方程能满足这一条件,故可用于液液平衡计算。
分配系数 对于三元系的液液平衡,如上述的水-醋酸-苯三元系,溶质(醋酸)在两个液相(苯相和水相)中的浓度比,称为分配系数D:
式中α、β分别指两个液相;xi为溶质i的浓度。如果溶质在两相中形成理想溶液,则分配系数仅为温度的函数;如果为非理想溶液,则分配系数还与溶液的组成有关。
上一条:页岩油shale oil
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