拉午耳定律與蒸氣壓

大學化學35 至 65 °C 下,採用 NIST Antoine 純物質蒸氣壓的理想苯-甲苯氣液平衡

使用通行證解鎖此實驗

通行證可解鎖網站上的所有模擬,包括課堂展示模式。下方的教學筆記仍免費開放給所有人。

一次性付款,無需訂閱。

關於此實驗

混合兩種揮發性成分,並比較分壓、總壓和蒸氣組成。即使液體混合物為等莫耳,揮發性較高的成分也可能在氣相空間中富集。

學習目標

  • 對每種液體成分套用拉午耳定律。
  • 透過道耳頓定律將分壓與蒸氣莫耳分率連結起來。
  • 區分定溫下的泡點壓力曲線和露點壓力曲線。

使用方法

  1. 1比較相同溫度下純甲苯和純苯的蒸氣壓。
  2. 2將液相莫耳分率設為相等並混合,記錄蒸氣相中苯的富集比例。
  3. 3改變氣相空間體積,並比較壓力與蒸氣量的關係。
  4. 4顯示泡點-露點包絡線,並驗證目前的液相與氣相組成對應於相同的平衡壓力。

模型

理想液相與氣相關係決定蒸氣的富集程度。
露點曲線使用蒸氣組成,而泡點曲線使用液體組成。
NIST 安東尼方程式係數僅在其常用溫度範圍內使用。

假設

  • 液相是組成給定的理想大型儲液槽,氣相則視為理想氣體。此處不考慮液相的有限耗盡與非理想活度係數。
  • 苯使用安東尼係數 4.01814、1203.835 和 −53.226;甲苯使用 4.08245、1346.382 和 −53.508。溫度限制在 308.15 至 338.15 K。
  • 氣相空間體積的變化會改變相同飽和壓力下的蒸氣量。示蹤顏色代表組成,而非實際數密度或交換動力學。

在課堂上試試這個實驗

  1. Q1為什麼混合樣品中氣相的苯莫耳分率大於液相的苯莫耳分率?
  2. Q2在大型儲液槽模型中,為什麼改變氣相空間體積不會改變飽和壓力?

常見問題

這能預測乙醇-水共沸物嗎?

不能。這需要非理想液相模型。目前的理想二元模型不會產生組成範圍內部的共沸點。

為什麼泡點曲線與露點曲線的橫軸組成不同?

泡點曲線以液相莫耳分率為參數,露點曲線以氣相莫耳分率為參數。水平連線連接共存的兩種組成。