连续浊点法快速测定含盐水溶液的固液平衡-南京工业大学学报（自然.PDFVIP

第 19 卷第 3 期 南 京 化 工 大 学 学 报 Vol . 19 No. 3 1997 年 7 月 J OU RNA L OF NA NJ IN G U N IVE RSIT Y OF CHE M ICAL T ECHN OL OGY July 1997 张吕正 桂祈亮 陆小华 王延儒 时 钧 ( 南京化工大学化学工程系, 南京, 210009) 建立一套连续浊点法快速测定含盐水溶液固液平衡的实验方法和装置, 不同温 下二 元和三元体系的实验值与文献值比较, 表明该方法所测数据是可靠的。在此基础上测定了 298 . 15~ 32 3. 15 K 下三元体系NH C-l K Cl-H O 的固液平衡数据, 并同作者开发的电解质溶液 4 2 相平衡软件包 PHEE S 的预测值作了比较, 得到了较为满意的结果。 固液平衡 盐 水溶液 T Q 0 131 固液相平衡的热力学研究是溶液理论的重要组成部分, 在化工生产中有着广泛的应 用。比如热法生产 NH 4Cl 、芒硝碱分解、光卤石中提取K Cl 等分别涉及到N H4 C-l N aC-l H O、N a SO - N a CO -H O 、Mg Cl- K C-l H O 等三元体系的固液平衡, 对这些体系进行溶解 2 2 4 2 3 2 2 2 的测量是获得有关相平衡信息的可靠而有效的手段。 固体溶解 的测定方法前人已作了详细研究, 大量含盐体系的溶解 数据已收集在 [ 1, 2] 有关手册中 。然而研究者在不同时期使用的方法大多耗时费功, 测定的数据也有明显 差异, 有时可达50% 。某些体系的数据缺乏一定的系统性。高浓 范围数据尤为稀少, 这 给含盐水溶液固液平衡的理论模型研究带来困难。为此, 本文建立一套连续浊点法测定 固体溶解 的实验装置, 力图实现对含盐水溶液固液平衡进行快速、准确、系统的测定。 1 1. 1 固体溶解 的测定方法有多种, 比较常见的是湿渣法和步热法。湿渣法是采用较多 的一种水盐体系相平衡研究方法, 它的优点是能较清楚地获得固液平衡的全部信息 缺点 是实验操作繁杂、耗时。步热法对于温升速 的控制要求很高, 一般在平衡点附近约为0. 1 K/ h, 实际操作中很难达到。本文结合文献测定方法的优点, 提出了一种快速连续的含 盐水溶液固液平衡的测定方法, 实验方案如图1 所示( 以三元体系A- B- H O 为例) 。配制 2 一定量的混合溶液使其在温 T 1 下呈过饱和状态( P1 点) , 保持溶液的温 恒定并往溶 液中逐步加入溶剂( 水) , 则溶液中的晶体逐渐溶解, 溶液的相点沿P O 线向O 点移动。 1 当加入的水量足够多时, 溶液中的晶体恰好完全溶解, 则由加入的水量和溶液的初始状态 国家自然科学基金, 校青年基金资助项目 收稿日期: 1996- 11- 0 1 南 京 化 工 大 学 学 报 第 19 卷 20 即可得到在温 T 1 下的溶解 数据点L 。然 后往溶液中加入少量水, 使其在 T 1 下呈不饱和 状态, 同时, 降低溶液的温 至 T 2, 使溶液在 T 2 下呈过饱和状态, 这时T 2 温 下的P2 点相 当于 T 1 温 下的P1 点溶液。添加适量的水可 得到温 T 2 下的M 点。这样, 重复上述操作 可以得到 T 3 下的P3 点和N