Übung 2 - Phasengleichgewichte idealer Mischungen (Angabe) PDF

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Übung 2: Phasengleichgewichte (ideale Mischungen) 1. Aufgabe Zeichnen Sie für das näherungsweise ideale Gemisch Benzol (1) – Toluol (2) ein 𝑝 − 𝑥, 𝑦 − 𝐷𝑖𝑎𝑔𝑟𝑎𝑚𝑚 für die Temperatur 94 °𝐶 sowie ein 𝑇 − 𝑥, 𝑦 − 𝐷𝑖𝑎𝑔𝑟𝑎𝑚𝑚 für den Gesamtdruck 1013 𝑚𝑏𝑎𝑟. Die Dampfdrücke der reinen Komponenten sollen mit Hilfe der Antoine-Gleichung berechnet werden. Die jeweiligen Reinstoffparameter, welche als konstant angenommen werden können, sind Tabelle 1.1 zu entnehmen.

𝐴𝑛𝑡𝑜𝑖𝑛𝑒 − 𝐺𝑙𝑒𝑖𝑐ℎ𝑢𝑛𝑔𝑒𝑛 𝑑𝑒𝑟 𝐸𝑖𝑛𝑧𝑒𝑙𝑘𝑜𝑚𝑝𝑜𝑛𝑒𝑛𝑡𝑒𝑛:

𝐵𝑒𝑛𝑧𝑜𝑙:

𝐵 ln 𝑝(𝑚𝑏𝑎𝑟) = 𝐴 − 𝑇(°𝐶) + 𝐶

𝑇𝑜𝑙𝑢𝑜𝑙:

𝐵 log 𝑝(𝑚𝑏𝑎𝑟) = 𝐴 − 𝑇(°𝐶) + 𝐶

Tabelle 1.1: Antoine Parameter Komponente Benzol Toluol

A 16,1885 7,07581

B 2788,51 1342,31

C 220,790 219,197

2. Aufgabe [a] Erstellen Sie für das Stoffsystem aus Aufgabe 1 ein Enthalpie-Konzentrationsdiagramm (ℎ − 𝑤 − 𝐷𝑖𝑎𝑔𝑟𝑎𝑚𝑚) für einen Druck von 1,013 𝑏𝑎𝑟. Tabelle 2.1: Stoffdaten der Einzelkomponenten Komponente

cpi,l (J mol-1 K -1)

cpi,g (J mol-1 K -1)

Benzol Toluol

134,80 155,95

82,44 103,70

Δhi LV (J mol-1 K-1)

Mi (g mol-1)

30,9 37,8

78,11 92,14

[b] In einem Mischungsprozess werden 4 𝑘𝑔 des Gemisches 1 (vgl. Tabelle 2.2) und 14,5 𝑘𝑔 des Gemisches 2 adiabat miteinander vermengt.  Welche Zusammensetzung hat die so entstehende Mischung?  Geben Sie jeweils die Zusammensetzung Gas- und Flüssigphase der Mischung an  Bei welcher Endtemperatur liegt die Mischung vor? Tabelle 2.2: Zustandsdaten der Gemische Gemisch 1 2

m (kg)

w1 (-)

T (°C)

4,0 14,5

0,820 0,523

65,0 175,0...