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液體混合物表面張力計(jì)算公式

來源: 瀏覽 1279 次 發(fā)布時(shí)間:2023-06-06

液體混合物表面張力數(shù)據(jù)是過程和理論研究所必需的基礎(chǔ)數(shù)據(jù),對(duì)于液體混合物表面張力測(cè)定、關(guān)聯(lián)和推算已成為化工和理論研究的重要課題。下面分享液體混合物表面張力計(jì)算公式。


UNIFAC模型


UNIFAC功能基團(tuán)活度系數(shù)模型是UNIQUAC(Universal Quassi-Chemical)模型基團(tuán)化的結(jié)果。UNIQUAC模型是Abrams和Pranusniz在1975年根據(jù)液體胞腔理論、Guggenhein的似化學(xué)方程(quasi-chemical equation)并結(jié)合Wilson局部組成概念發(fā)展而成。它是基團(tuán)貢獻(xiàn)法的成就之一,它的基本思想是把混合物種組分的活度系數(shù)與組分之間的能量相互作用參數(shù)聯(lián)系起來,當(dāng)使用這些參數(shù)推算在遠(yuǎn)離臨街條件下非電解質(zhì)液體混合物的活度系數(shù)時(shí),除系統(tǒng)溫度和壓力外僅需知道混合物中各組分的分子結(jié)構(gòu)和必要的集團(tuán)參數(shù),并不需要有關(guān)聯(lián)特定的混合物的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。


Butler方程


大多數(shù)關(guān)于液體混合物表面張力的描述都是建立在將液體表面層看作是一個(gè)氣液相之間的獨(dú)立的體系的假設(shè)之上的,基于這一假設(shè),結(jié)合經(jīng)典熱力學(xué)理論,可導(dǎo)出關(guān)于液體混合物表面張力的計(jì)算公式Bulter首先于1932年從熱力學(xué)理論出發(fā),導(dǎo)出液體混合物表面張力的理論公式:

式中σm代表液體混合物表面張力,σi是純組分i的表面張力,Ai和分別為組分的摩爾表面積,和分別是組分表面相和體相中的活度,R為氣體常數(shù),T是體系的絕對(duì)溫度,N為體系的組分?jǐn)?shù)。為了使UNIFAC模型與Buttler方程相結(jié)合,實(shí)現(xiàn)UNIFAC基團(tuán)貢獻(xiàn)法對(duì)液體混合物表面張力的推算,本文利用兩個(gè)基本假設(shè):

式中Vi是純組分i的液體摩爾體積,N為Avogadro常數(shù)(6.023×1023)。

從假設(shè)(1)可得到如下方程組:


計(jì)算結(jié)果顯示采用此方法對(duì)液液體系的表面張力的推算改進(jìn)不明顯。誤差原因:1)偏摩爾表面積;2)數(shù)據(jù)來源使用的是通過氣液數(shù)據(jù)進(jìn)行回歸參數(shù),如果采用寫體混合物表面張力的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行回歸效果會(huì)好;3)計(jì)算的體系較少。


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