Ôn tập hóa

Xác định thành phần pha lỏng và pha hơi của hổn hợp benzene - toluene ở nhiệt độ 950C và áp suất 760 mmHg. Cho biết áp suất hơi của benzene và toluene phụ thuộc vào nhiệt độ theo phương trình sau : Pbenzene = 106,90565 - 1211,033/(220,79 + t) Ptoluene = 106,95464 - 1344,8/(219,482 + t) Pbenzene : áp suất hơi của benzene tính bằng mmHg Ptoluene : áp suất hơi của toluene tính bằng mmHg t : nhiệt độ (0C) Hổn hợp tuân theo định luật Raoult.

doc27 trang | Chia sẻ: haohao89 | Lượt xem: 2148 | Lượt tải: 1download
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Ôn tập hóa, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
Đề 1 Câu 1 Xác định thành phần pha lỏng và pha hơi của hổn hợp benzene - toluene ở nhiệt độ 950C và áp suất 760 mmHg. Cho biết áp suất hơi của benzene và toluene phụ thuộc vào nhiệt độ theo phương trình sau : Pbenzene = 106,90565 - í1211,033/(220,79 + t)ý Ptoluene = 106,95464 - í1344,8/(219,482 + t)ý Pbenzene : áp suất hơi của benzene tính bằng mmHg Ptoluene : áp suất hơi của toluene tính bằng mmHg t : nhiệt độ (0C) Hổn hợp tuân theo định luật Raoult. Câu 2 Xác định nhiệt độ điểm sương của hổn hợp hơi có thành phần giống như kết quả của câu 1 (thành phần của pha hơi) ở áp suất 780 mmHg. Áp suất hơi của benzene và toluene phụ thuộc vào nhiệt độ theo phương trình giống như trong câu 1. Hổn hợp tuân theo định luật Raoult. Câu 3 Một thiết bị làm việc ở áp suất thường để tách hổn hợp benzene - toluene có thành phần benzene (cấu tử dễ bay hơi) là 37,5% (theo % khối lượng). Sản phẩm đỉnh có thành phần benzene là 96% (theo % khối lượng), sản phẩm đáy có thành phần benzene là 8% (theo % khối lượng). Nhập liệu vào hệ thống ở nhiệt độ sôi. 3.1. Thiết lập phương trình đường làm việc phần luyện và trình bày cách xác định số đoạn lý thuyết, cho biết tỉ số hoàn lưu thích hợp là R = 1,5 Rmin, số liệu cân bằng của hệ benzene - toluene được cho trong bảng sau : ybenzene 0 0,118 0,214 0,380 0,511 0,619 0,712 0,790 0,854 0,910 0,959 1 xbenzene 0 0,05 0,10 0,20 0,30 0,40 0,50 0,60 0,70 0,80 0,90 1 Nhiệt độ sôi (0C) 110,6 108,3 106,1 102,2 98,6 95,2 92,1 89,1 86,8 84,4 82,3 80,2 3.2 Tính lượng khối lượng sản phẩm đỉnh, sản phẩm đáy và khối lượng hơi ra khỏi đỉnh tháp, nếu khối lượng nhập liệu vào hệ thống là 1000 kg/giờ? Bài giải đề 1 Câu 1 (3 điểm) Gọi : xB, xT là phân mol tương ứng của benzene và toluene trong pha lỏng. yB, yT là phân mol tương ứng của benzene và toluene trong pha hơi. PB, PT là áp suất hơi tương ứng của benzene và toluene ở 950C. pB, pT là áp suất riêng phần của benzene và toluene trong hổn hợp. P là áp suất tổng cộng của hổn hợp P = 760 mmHg. Ở 950C áp suất hơi của benzene và toluene là : PB = 106,90565 - í1211,033/(220,79 + t)ý = 106,90565 - í1211,033/(220,79 + 95)ý PB = 103,070719 = 1176,843 mmHg PT = 106,95464 - í1344,8/(219,482 + t)ý = 106,95464 - í1344,8/(219,482 + 95)ý PT = 106,95464 = 476,8718 mmHg Áp dụng định luật Raoult pB = PB *xB = 1176,843*xB pT = PT*xT = 476,8718*xT = 476,8718*(1- xB) (vì xB + xT =1) P = pB + pT = 760 mmHg Þ 1176,843*xB + 476,8718(1- xB) = 760 Þ 1176,843*xB + 476,8718 - 476,8718*xB = 760 Þ 699,9713 *xB = 283,1282 Þ xB = 283,1282 /699,9713 xB = 0,4045, xT = 1- xB = 1- 0,4045 = 0,5955 yB = (PB *xB)/P = (1176,843* 0,4055)/760 = 0,6263 Þ yT = 1- yB = 1- 0,6263 = 0,3736. Vậy : Thành phần của pha lỏng là : xB = 0,4045 = 40,45%, xT = 0,5955 = 59,55% Thành phần của pha hơi là : yB = 0,6263 = 62,63%, yT = 0,3737 = 37,37% Câu 2 (3 điểm) Gọi : xB, xT là phân mol tương ứng của benzene và toluene trong pha lỏng. yB, yT là phân mol tương ứng của benzene và toluene trong pha hơi. PB, PT là áp suất hơi tương ứng của benzene và toluene ở 950C. P là áp suất tổng cộng của hổn hợp P = 780 mmHg. Theo kết quả câu 1 : yB = 0,6263 = 62,63% yT = 0,3737 = 37,37% Áp dụng định luật Raoult : yB = (PB *xB)/P = 0,6263 Þ xB = (P/PB)*0,6263 = (780 *0,6263)/PB Þ xB = 488,514/ PB yT = (PT *xT)/P = 0,3737 Þ xT = (P/PT)*0,3737 = (780 *0,3737)/PT Þ xT = 291,4573/ PT Vì hệ thống có 2 cấu tử nên xB + xT =1 Þ (488,514/ PB) + (291,4573/ PT) =1 Ở mổi nhiệt độ sẽ tồn tại áp suất hơi tương ứng của benzene (PB) và toluene (PT), nhiệt độ điểm sương của hổn hợp là nhiệt độ ứng với áp suất hơi đáp ứng phương trình (488,514/ PB) + (291,4573/ PT) =1. Do đó để tìm nhiệt độ điểm sương của hổn hợp sử dụng phương pháp thử sai, giả sử một nhiệt độ sẽ có một áp suất hơi tương ứng của benzene (PB) và toluene (PT) nhiệt độ nào đáp ứng phương trình (488,514/ PB) + (291,4573/ PT) =1 là nhiệt độ điểm sương của hổn hợp. Kết quả trình bày ở bảng sau: Nhiệt độ (0C) PB (mm Hg) PT (mm Hg) (488,514/ PB) + (291,4573/ PT) 90 1020,991 406,7378 0,4785 + 0,7158 = 1,1943 100 1350,491 556,3219 0,3617 + 0,5233 = 0,8850 96 1210,108 491,99 0,4037 + 0,5918 = 0,9955 95,8 1203,398 488,936 0,4059 + 0,5954 = 1,0013 Vậy nhiệt độ điểm sương của hổn hợp là 95,80C Câu 3 (4 điểm) Hơi ra khỏi đỉnh tháp G ? Thiết bị chưng cất Thiết bị ngưng tụ (2) Sản phẩm đỉnh D? wD = 0,96 (96% khối lượng) Hoàn lưu L Nhập liệu F = 1000kg/giờ wF = 0,375 (37,5% khối lượng) Thiết bị đun sôi đáy tháp Sản phẩm đáy W? ww = 0,08 (8% khối lượng) (1) 3.1. Thiết lập phương trình đường làm việc phần luyện và trình bày cách xác định số đoạn lý thuyết : Benzene (C6H6) có khối lượng phân tử là MB = 78 Toluene (C7H8) có khối lượng phân tử là MT = 92 Gọi xF, xW, xD là phân mol tương ứng của cấu tử dễ bay hơi (benzene) trong nhập liệu, sản phẩm đáy và sản phẩm đỉnh. Gọi wF, wW, wD là phần trăm khối lượng tương ứng của cấu tử dễ bay hơi (benzene) trong nhập liệu, sản phẩm đáy và sản phẩm đỉnh : Theo đề bài wF = 37,5% = 0,375, wW = 8% = 0,08 và wD = 96% = 0,96 Đổi thành phần phần trăm khối lượng thành phân mol theo công thức : Tương tự đối với xD và xW Þ xF = 0,4144, xW = 0,093, xD = 0,966 Sử dụng phép nội suy từ bảng dử liệu cân bằng Þ y*F = 0,632 Vì nhập liệu vào tháp ở nhiệt độ sôi nên tỉ số hoàn lưu tối thiểu được xác định theo công thức : Theo đề bài tỉ số hoàn lưu thích hợp là R = 1,5*Rmin = 1,5 * 1,532 = 2,3 Þ Phương trình đường làm việc của đoạn luyện là : Để xác định số đoạn lý thuyết cần thực hiện những bước sau : - Vẽ giản đồ cân bằng x-y theo số liệu cân bằng trong đề bài. - Vẽ đường làm việc của đoạn luyện là phương trình đường thẳng đi qua điểm (xD = 0,966; y = 0,966) và đi qua điểm (x = 0; y = 0,293) - Vẽ đường trạng thái nhập liệu là đường thẳng đứng song song với trục tung và có toạ độ x = xF = 0,414 - Vẽ đường làm việc phần chưng là đường thẳng qua điểm (xW = 0,093; y = 0,093) và giao điểm của đường làm việc phần luyện và đường trạng thái nhập liệu. - Vẽ số bậc thay đỗi nồng độ Þ số đoạn lý thuyết. 3.2 Tính lượng khối lượng sản phẩm đỉnh, sản phẩm đáy và khối lượng hơi ra khỏi đỉnh tháp, nếu khối lượng nhập liệu vào hệ thống là 1000 kg/giờ Chọn căn bản tính 1 giờ Gọi F, W, D lần lượt là khối lượng nhập liệu, sản phẩm đáy và sản phẩm đỉnh, F = 1000 kg/giờ; wF, wW, wD là phần trăm khối lượng tương ứng của cấu tử dễ bay hơi (benzene) tương ứng trong nhập liệu, sản phẩm đáy và sản phẩm đỉnh. L là khối lượng hoàn lưu và G là khối lượng lượng hơi ra khỏi đỉnh tháp. Cân bằng vật chất tổng quát toàn hệ thống theo đường biên (1) trong hình vẽ F = D +W =1000 (1) Cân bằng đối với cấu tử dễ bay hơi : F*wF = DwD + WwB = 0,96D + 0,08W =1000*0,375 = 375 (2) Giải hệ thống phương trình (1) và (2) D + W = 1000 (1) 0,96D + 0,08W = 375 (2) D = 335; W = 665 Cân bằng vật chất đối với thiết bị ngưng tụ theo đường biên (2) G = L + D = 2,3D + D = 3,3 D (vì theo định nghĩa R = L/D =2,3 Þ L = 2,3D) Þ G = 335 * 3,3 = 1105,5 Vậy : Khối lượng sản phẩm đỉnh là 335 kg/giờ Khối lượng sản phẩm đáy là 665 kg/giờ Khối lượng hơi thoát ra khỏi đỉnh tháp là 1105,5 kg/giờ. Đề 2 Câu 1 Xác định nhiệt độ điểm sương của hổn hợp hơi gồm có 40% (theo % khối lượng) acetone (C3H6O), 40% (theo % khối lượng) ethanol (C2H6O) và 20% (theo % khối lượng) methanol (CH4O). Áp suất tổng cộng của hổn hợp là 750 mmHg. Cho biết áp suất hơi của acetone, ethanol và methanol phụ thuộc vào nhiệt độ theo phương trình như sau : Pacetone = 107,02447 - í1161/(224 + t)ý Pethanol = 108,04494 - í1554,3/(222,65 + t)ý Pmethanol = 107,87863 - í1473,11/(230 + t)ý Pacetone : áp suất hơi của acetone tính bằng mmHg Pethanol : áp suất hơi của ethanol tính bằng mmHg Pmethanol : áp suất hơi của methanol tính bằng mmHg t : nhiệt độ (0C) Hổn hợp tuân theo định luật Raoult. Câu 2 Một thiết bị làm việc ở áp suất thường để tách hổn hợp benzene - toluene có thành phần benzene (cấu tử dễ bay hơi) là 30% (theo % khối lượng). Sản phẩm đỉnh có thành phần benzene là 90% (theo % khối lượng), sản phẩm đáy có thành phần benzene là 10% (theo % khối lượng). Nhập liệu vào hệ thống ở nhiệt độ sôi. 2.1. Tính lượng khối lượng sản phẩm đỉnh, sản phẩm đáy, tính khối lượng hổn hợp hoàn lưu và tỉ số hoàn lưu. 2.2 Thiết lập phương trình đường làm việc phần luyện và trình bày cách xác định số đoạn lý thuyết, số liệu cân bằng của hệ benzene - toluene được cho trong bảng sau : ybenzene 0 0,118 0,214 0,380 0,511 0,619 0,712 0,790 0,854 0,910 0,959 1 xbenzene 0 0,05 0,10 0,20 0,30 0,40 0,50 0,60 0,70 0,80 0,90 1 Nhiệt độ sôi (0C) 110,6 108,3 106,1 102,2 98,6 95,2 92,1 89,1 86,8 84,4 82,3 80,2 Cho biết khối lượng nhập liệu vào hệ thống là 1200 kg/giờ? Khối lượng hơi thoát ra khỏi đỉnh tháp là 1080 kg/giờ Tỉ số hoàn lưu được định nghĩa là R = L/D. L là khối lượng hổn hợp hoàn lưu và D là khối lượng sản phẩm đỉnh Bài giải đề 2 Câu 1 Gọi : MA, ME và MM là phân tử lượng tương ứng của acetone (C3H6O), ethanol (C2H6O) và methanol (CH4O) Þ MA = 58, ME = 46 và MM = 32 yA, yE và yM là phân mol tương ứng của acetone, ethanol và methanol trong hổn hợp hơi. wA, wE và wM là % khối lượng tương ứng của acetone, ethanol và methanol trong hổn hợp hơi :wA = 40%, wE = 40% và wM = 20%. xA, xE và xM là phân mol tương ứng của acetone, ethanol và methanol trong pha lỏng cân bằng với pha hơi ở nhiệt độ điểm sương. PA, PE và PM là áp suất hơi tương ứng của acetone, ethanol và methanol . P là áp suất tổng cộng của hổn hợp hơi P = 750 mmHg. Đổi % khối lượng hổn hợp hơi sang % mol (phân mol) theo công thức : Tương tự đối với yE và yM Þ yA = 0,316 (31,6 % mol), yE = 0,398 (39,8 % mol) và yM = 0,286 (28,6 %mol) Áp dụng định luật Raoult yA = (PA *xA)/P = 0,316 Þ xA = (P/PA)*0,316 = (750 *0,316)/PA Þ xA = 237/ PA yE = (PE *xE)/P = 0,398 Þ xE = (P/PE)*0,398 = (750 *0,398)/PE Þ xE = 298,5/ PE yM = (PM *xM)/P = 0,286 Þ xM = (P/PM)*0,286 = (750 *0,286)/PM Þ xM = 214,5/ PM Vì hệ thống có 2 cấu tử nên xA + xE + xM =1 Þ (237/ PA) + (298,5/ PE) + (214,5/ PM) =1 Ở mổi nhiệt độ sẽ tồn tại áp suất hơi tương ứng của acetone (PA), ethanol (PE) và methanol (PM), nhiệt độ điểm sương của hổn hợp là nhiệt độ ứng với áp suất hơi đáp ứng phương trình (237/ PA) + (298,5/ PE) + (214,5/ PM) =1. Do đó để tìm nhiệt độ điểm sương của hổn hợp sử dụng phương pháp thử sai, giả sử một nhiệt độ sẽ có một áp suất hơi tương ứng của acetone (PA), ethanol (PE) và methanol (PM)nhiệt độ nào đáp ứng phương trình (237/ PA) + (298,5/ PE) + (214,5/ PM) =1 là nhiệt độ điểm sương của hổn hợp. Kết quả trình bày ở bảng sau: Nhiệt độ (0C) PA (mm Hg) PE (mm Hg) PM (mm Hg) (237/ PA) + (298,5/ PE) + (214,5/ PM) 72 1265,739 588,6645 1001,803 0,90851 70 1189,845 541,7732 929,5298 0,980916 69 1153,487 519,5255 895,0364 1,019682 69,5 1171,556 530,5518 912,1489 1 Vậy nhiệt độ điểm sương của hổn hợp là 69,50C Hơi ra khỏi đỉnh tháp G =1080 kg/giờ Câu 2 Thiết bị chưng cất Thiết bị ngưng tụ (2) Hoàn lưu L? Tỉ số hoàn lưu R? Sản phẩm đỉnh D? wD = 0,90 (90% khối lượng) Nhập liệu F = 1200kg/giờ wF = 0,30 (30% khối lượng) Thiết bị đun sôi đáy tháp Sản phẩm đáy W? ww = 0,10 (10% khối lượng) (1) 2.1. Tính lượng khối lượng sản phẩm đỉnh, sản phẩm đáy, tính khối lượng hoàn lưu và tỉ số hoàn lưu (3 điểm). Chọn căn bản tính 1 giờ Gọi F, W, D lần lượt là khối lượng nhập liệu, sản phẩm đáy và sản phẩm đỉnh, F = 1200 kg/giờ; wF, wW, wD là phần trăm khối lượng tương ứng của cấu tử dễ bay hơi (benzene) tương ứng trong nhập liệu, sản phẩm đáy và sản phẩm đỉnh. Theo đề bài wF = 30% = 0,30, wW = 10% = 0,10 và wD = 90% = 0,90 L là khối lượng hoàn lưu và G là khối lượng lượng hơi ra khỏi đỉnh tháp, G =1080 kg/giờ. Cân bằng vật chất tổng quát toàn hệ thống theo đường biên (1) trong hình vẽ F = D +W =1200 (1) Cân bằng đối với cấu tử dễ bay hơi : F*wF = DwD + WwB = 0,90D + 0,10W =1200*0,30 = 360 (2) Giải hệ thống phương trình (1) và (2) D + W = 1200 (1) 0,90D + 0,10W = 360 (2) D = 300; W = 900 Cân bằng vật chất đối với thiết bị ngưng tụ theo đường biên (2) G = L + D Þ L = G - D = 1080 - 300 = 780 Theo định nghĩa R = L/D = 780/300 = 2,6 Vậy : Khối lượng sản phẩm đỉnh là 300 kg/giờ. Khối lượng sản phẩm đáy là 900 kg/giờ. Khối lượng hổn hợp hoàn lưu là 780 kg/giờ. Tỉ số hoàn lưu R = 2,6 2.2. Thiết lập phương trình đường làm việc phần luyện và trình bày cách xác định số đoạn lý thuyết (3 điểm): Benzene (C6H6) có khối lượng phân tử là MB = 78 Toluene (C7H8) có khối lượng phân tử là MT = 92 Gọi xF, xW, xD là phân mol tương ứng của cấu tử dễ bay hơi (benzene) trong nhập liệu, sản phẩm đáy và sản phẩm đỉnh. Gọi wF, wW, wD là phần trăm khối lượng tương ứng của cấu tử dễ bay hơi (benzene) trong nhập liệu, sản phẩm đáy và sản phẩm đỉnh : Theo đề bài wF = 30% = 0,30, wW = 10% = 0,10 và wD = 90% = 0,90 Đổi thành phần phần trăm khối lượng thành phân mol theo công thức : Tương tự đối với xD và xW Þ xF = 0,336, xW = 0,116, xD = 0,914 Từ kết quả phần 2.1 Þ R = 2,6 Þ Phương trình đường làm việc của đoạn luyện là : Để xác định số đoạn lý thuyết cần thực hiện những bước sau : - Vẽ giản đồ cân bằng x-y theo số liệu cân bằng trong đề bài. - Vẽ đường làm việc của đoạn luyện là phương trình đường thẳng đi qua điểm (xD = 0,914; y = 0,914) và đi qua điểm (x = 0; y = 0,254) - Vẽ đường trạng thái nhập liệu là đường thẳng đứng song song với trục tung và có toạ độ x = xF = 0,336 - Vẽ đường làm việc phần chưng là đường thẳng qua điểm (xW = 0,116; y = 0,116) và giao điểm của đường làm việc phần luyện và đường trạng thái nhập liệu. - Vẽ số bậc thay đỗi nồng độ Þ số đoạn lý thuyết. Đề 3 Câu I : Một dung dịch lỏng gồm có 256g rượu methanol (CH3OH), 322g rượu ethanol (C2H5OH) và 300g acetic acid (CH3COOH) ở nhiệt độ 75OC. 1. Tính áp suất tổng cộng và phân mol của pha hơi cân bằng với pha lỏng của dung dịch trên. 2. Xác định nhiệt độ điểm sương của hổn hợp hơi có thành phần giống như thành phần pha hơi cân bằng với dung dịch lỏng kể trên (kết quả câu 1) ở áp suất tổng cộng là 0,9 atm. Hổn hợp tuân theo định luật Raoult Áp suất hơi của các chất phụ thuộc vào nhiệt độ theo phương trình như sau : P = 10A - íB/(C + t)ý Với : P : Áp suất hơi tính bằng đơn vị mmHg t : nhiệt độ 0C A,B,C : Hằng số tùy thuộc từng chất tìm trong bảng như sau Hợp chất Công thức Nhiệt độ áp dụng A B C Acetic acid C2H4O2 360C ÷ 1700C 7,18807 1416,7 211 Acetone C3H6O Mọi nhiệt độ 7,02447 1161 224 Ammonia NH3 -830C ÷ 600C 7,55466 1002,711 247,885 Benzene C6H6 Mọi nhiệt độ 6,90565 1211,033 220,790 Carbon di sulfide CS2 -100C ÷ 1600C 6,85145 1122,500 236,460 Ethyl alcohol C2H5OH Mọi nhiệt độ 8,04494 1554,300 222,650 Methyl alcohol CH3OH -200C ÷ 1400C 7,87863 1473,110 230 Toluene C7H8 Mọi nhiệt độ 6,95464 1344,800 219,482 Câu II : Một thiết bị làm việc ở áp suất thường để tách hổn hợp benzene - toluene có thành phần benzene (cấu tử dễ bay hơi) là 30% mol. Sản phẩm đỉnh có thành phần benzene là 90% mol, sản phẩm đáy có thành phần benzene là 10% mol. Nhập liệu vào hệ thống ở nhiệt độ sôi. 1. Tính lượng khối lượng sản phẩm đỉnh, sản phẩm đáy, tính khối lượng hoàn lưu và tỉ số hoàn lưu? Tỉ số hoàn lưu R được định nghĩa là tỉ số giữa tổng số mol hoàn lưu với tổng số mol sản phẩm đỉnh (R = L/D). Cho biết khối lượng nhập liệu vào hệ thống là 1053,6 kg/giờ? Khối lượng hơi thoát ra khỏi đỉnh tháp là 857,52 kg/giờ 2. Thiết lập phương trình đường làm việc phần luyện và trình bày cách xác định số bậc thay đỗi nồng độ lý thuyết. Sử dụng giá trị của tỉ số hoàn lưu trong kết quả của tỉ số hoàn lưu trong câu 1là giá trị của tỉ số hoàn lưu thích hợp. Số liệu cân bằng của hệ benzene - toluene được cho trong bảng sau : ybenzene 0 0,118 0,214 0,380 0,511 0,619 0,712 0,790 0,854 0,910 0,959 1 xbenzene 0 0,05 0,10 0,20 0,30 0,40 0,50 0,60 0,70 0,80 0,90 1 Nhiệt độ sôi (0C) 110,6 108,3 106,1 102,2 98,6 95,2 92,1 89,1 86,8 84,4 82,3 80,2 Bài giải đề 3 Câu I : 1. Tính áp suất tổng cộng và phân mol của pha hơi cân bằng với pha lỏng trong dung dịch methanol (CH3OH), ethanol (C2H5OH) và acid acetic (CH3COOH). Gọi : MM, ME và MA là khối lượng phân tử tương ứng của methanol (CH3OH), ethanol (C2H5OH) và acid acetic (CH3COOH) Þ MM = 32, ME = 46 và MA = 60 mM, mE và mA là khối lượng tương ứng của methanol (CH3OH), ethanol (C2H5OH) và acid acetic (CH3COOH) có trong dung dịch. Theo đề bài mM = 256g, mE = 322g và mA = 300g. nM, nE và nA là số gmol tương ứng của methanol (CH3OH), ethanol (C2H5OH) và acid acetic (CH3COOH) trong dung dịch. xM, xE và xA là phân mol tương ứng của methanol (CH3OH), ethanol (C2H5OH) và acid acetic (CH3COOH) trong dung dịch lỏng (pha lỏng) yM, yE và yA là phân mol tương ứng của methanol (CH3OH), ethanol (C2H5OH) và acid acetic (CH3COOH) trong pha hơi cân bằng với pha lỏng PM, PE và PA là áp suất hơi tương ứng của methanol (CH3OH), ethanol (C2H5OH) và acid acetic (CH3COOH) ở 750C pM, pE và pA là áp suất riêng phần tương ứng của methanol (CH3OH), ethanol (C2H5OH) và acid acetic (CH3COOH) trong pha hơi cân bằng với pha lỏng ở 750C. P là áp suất tổng cộng của hệ thống P = pM + pE + pA Số gmol methanol (CH3OH), ethanol (C2H5OH) và acid acetic (CH3COOH) trong dung dịch là : nM = mM/MM = 256/32 = 8 gmol nE = mE/ME = 322/46 = 7 gmol nA = mA/MA = 300/60 = 5 gmol Þ Tổng số gmol của hổn hợp lỏng là : n = 8 + 7 + 5 = 20gmol Phân mol methanol (CH3OH), ethanol (C2H5OH) và acid acetic (CH3COOH) trong dung dịch là : xM = nM/n = 8/20 = 0,40 xE = nE/n = 7/20 = 0,35 xA = nA/n = 5/20 = 0,25 Áp suất hơi của methanol (CH3OH), ethanol (C2H5OH) và acid acetic (CH3COOH) ở 750C là PM = 10A-{B/(C + T)} = 107,87683 -{1473,11/(230 + 75)}= 1118,822 mmHg PE = 10A-{B/(C + T)} = 108,04494 -{1554,3/(222,650 + 75)}= 665,327 mmHg PA = 10A-{B/(C + T)} = 107,18807 -{1416,7/(211 + 75)}= 171,622 mmHg Áp dụng định luật Raoult Þ áp suất riêng phần tương ứng của methanol (CH3OH), ethanol (C2H5OH) và acid acetic (CH3COOH) ở 750C là pM = PM *xM = 1118,822 *0.4 = 447,529 mmHg pE = PE *xE = 665,237 *0,35 = 232,833 mmHg pA = PA *xA = 171,622 *0,25 = 42,905 mmHg Áp suất tổng cộng của hệ thống là P = pM+ pE + pA= 723,267 mmHg Phân mol của pha hơi cân bằng với pha lỏng là : yM = pM / P = 473,129/723,267 = 0,6188 = 61,88% yE = pE / P = 232,833/723,267 = 0,3219 = 32,19% yA = pA / P = 42,905/723,267 = 0,0593 = 5,93% 2. Tính nhiệt độ điểm sương của hổn hợp hơi ở 0,9 atm. Áp suất P = 0,9 atm = 0,9 x 760 = 684 mmHg Gọi: yM, yE và yA là phân mol tương ứng của methanol (CH3OH), ethanol (C2H5OH) và acid acetic (CH3COOH) trong hổn hợp hơi. yM = 0,6188, yE = 0,3219 và yA= 0,0593 (theo kết quả câu trên) xM, xE và xA là phân mol tương ứng của methanol (CH3OH), ethanol (C2H5OH) và acid acetic (CH3COOH) trong pha lỏng cân bằng với yM, yE, yA ở nhiệt độ điểm sương. PM, PE và PA là áp suất hơi tương ứng của methanol (CH3OH), ethanol (C2H5OH) và acid acetic (CH3COOH) ở nhiệt độ điểm sương. Áp dụng định luật Raoult đối với hổn hợp : yM = (PM/P)/xM = (PM/684)/xM = 0,6318 Þ xM = (0,6188*684)/PM = 423,2592/PM yE = (PE/P)/xE = (PE/684)/xE = 0,32199 Þ xE = (0,3219*684)/PE = 220,1796/PE yA = (PA/P)/xA = (PA/684)/xA = 0,0593 Þ xA = (0,0593*684)/PA = 40,5612/PA Vì hổn hợp có 3 cấu tử nên xM + xE + xA = 1 Þ (423,2592/PM) + (220,1796/PE) + (40,5612/PA) = 1 Ở mổi nhiệt độ sẽ tồn tại áp suất hơi tương ứng của methanol (PM), ethanol (PE) và acid acetic (PA), nhiệt độ điểm sương của hổn hợp là nhiệt độ ứng với áp suất hơi đáp ứng phương trình (423,2592/PM)+(220,1796/PE)+(40,5612/PA) = 1. Do đó để tìm nhiệt độ điểm sương của hổn hợp sử dụng phương pháp thử sai, giả sử một nhiệt độ sẽ có một áp suất hơi tương ứng của
Tài liệu liên quan