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液體混合物表面張力計(jì)算公式
來(lái)源： 瀏覽 2405 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(guò)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(lái)，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(lái)源使用的是通過(guò)氣液數(shù)據(jù)進(jìn)行回歸參數(shù)，如果采用寫(xiě)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。