Р А П О Р Т

Дата добавления: 2015-08-27; просмотров: 526

1. Определить молярные доли изопропанола в исходной смеси x_F и в кубовом остатке x_W.

Для этого по данным, представленным в таблице равновесных составов (см. с. 56), построить график зависимости состава жидкости от температуры кипения (для интервала 100,0… t_F, °С) и, используя значения зафиксированных температур t_F и t_W, определить искомые концентрации.

2. Определить экспериментальное значение молярной доли изопропанола в дистилляте x_{D, эксп}.

Для этого использовать измеренное значение показателя преломления дистиллята. Молярная доля х [в (моль С₃Н₈О)/(моль раствора)] и показатель преломления[3] r водного раствора изопропилового спирта связаны соотношением:

3. Определить количества исходной смеси n_F и дистиллята n_{D, эксп} по формуле (3.1.4).

Для этого использовать зафиксированные значения объёмов исходной смеси V_F и дистиллята V_D.

Плотность r (в кг/м³) водного раствора изопропилового спирта при комнатной температуре может быть рассчитана по формуле:

При расчёте по (3.1.5) молярной массы исследуемой системы рекомендуется считать компонентом А изопропиловый спирт, имеющий молярную массу , а компонентом В — воду, молярная масса которой .

4. Рассчитать теоретическую концентрацию изопропанола в дистилляте x_{D, расч}.

Полагая известными 3 параметра (x_F, x_W и n_F) и решая систему уравнений (3.1.1)…(3.1.3) относительно x_D, получают формулу для расчёта искомой концентрации:

,

(3.1.8)

где .

Для определения интеграла S рекомендуется предварительно вычислить значения интегрируемой функции f = (у^* − х)⁻¹ при различных значениях х, используя данные таблицы равновесных составов (см. с. 56). Значения у^* при x = x_W и x = x_F могут быть найдены линейной интерполяцией по известным ближайшим табличным величинам у^*. Величины х₂…х _{k − 1} рекомендуется принять тождественными табличным. Подготовленную числовую информацию внести в таблицу:

Величина интеграла S, то есть площадь, ограниченная осью абсцисс, ординатами, проходящими через точки х = x_W и х = x_F, и кривой функции f, может быть определена по одной из квадратурных формул. Здесь рекомендуется применить формулу трапеций:

(3.1.9)

При начальной концентрации раствора не более 0,04 моль/моль рекомендуется принять Dх = 0,002 моль/моль соответственно шагу изменения концентрации (в интервале х = 0,0…0,04 моль/моль) в указанной таблице. При x_F > 0,04 моль/моль рекомендуется принять Dх = 0,005 моль/моль.

5. Рассчитать теоретическое количество получаемого дистиллята n_{D, расч}.

Решая систему уравнений (3.1.1)…(3.1.3) относительно п_D, получают формулу для расчёта искомой величины:

.

(3.1.10)

Измеренные и рассчитанные параметры рекомендуется занести в таблицу:

Проанализировать значения количества и качества (состава) дистиллята, полученные экспериментально и рассчитанные теоретически, и сделать выводы по работе.