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杨茜参加了本篇整理。
料液(水为溶剂)的沸点通常高于纯水的沸点,且随着料液浓度升高,沸点也相应升高,或从另一方面而言,蒸发温度不变时,料液表面的水蒸气压力会随浓度升高而降低,因此,在表面蒸发、膜蒸馏等通过料液中溶剂汽化实现浓缩或分离的过程中,需要掌握不同浓度和压力时料液沸点的变化规律。
估算方法
常压下(101325Pa)料液沸点的估算式为(溶质为难挥发性物质):
Tf=99.74+0.437XmL+0.0593X2mL
式中:
Tf为料液沸点,℃;
XmL为每升料液中可溶性物质的当量摩尔数,mol/L。
估算示例
氯化钠溶液
设质量分数为11%,此时料液密度约1080g/L,则每升料液中氯化钠质量约:
1080*0.11=118.8g
氯化钠摩尔数约:
118.8/58.5=2.03mol
当量离子摩尔数:
2.03*2=4.06mol
沸点约:
Tf=99.74+0.437*4.06+0.0593*4.062
=99.74+1.77+0.98=102.5℃
准确值约102.1℃。
氯化钙溶液
设质量分数为24.0%,此时料液密度约1242g/L,则每升料液中氯化钙质量约:
1242*0.24=298.1g
氯化钙摩尔数约:
298.1/111.1=2.68mol
当量离子摩尔数约(每个氯化钙分子在水中离解为两个氯离子和一个钙离子共三个离子):
2.68*3=8.05mol
沸点约:
Tf=99.74+0.437*8.05+0.0593*8.052
=99.74+3.52+3.84=107.1℃
准确值约106.8℃。
溴化锂溶液
设质量分数为50.0%,此时料液密度约1500g/L,则每升料液中溴化锂质量约:
1500*0.50=750g
溴化锂摩尔数约:
750/86.9=8.63mol
当量离子摩尔数约:
8.63*2=17.3mol
沸点约:
Tf=99.74+0.437*17.3+0.0593*17.32
=99.74+7.56+17.75=125.1℃
准确值约132.5℃。
乙二醇溶液
设质量分数为47%,此时料液密度约1064g/L,则每升料液中乙二醇质量约:
1064*0.47=500.1g
乙二醇摩尔数约:
500/62=8.06mol
沸点约:
Tf=99.74+0.437*8.06+0.0593*8.062
=99.74+3.52+3.85=107.1℃
准确值为106.7℃。
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