気液平衡とは

東京理科大学 大江修造

蒸気圧計算

代表的な系の気液平衡計算

気液平衡推算

 

気液平衡とは図に示すように、密閉した容器中に溶液を入れた状態で、温度、圧力、気相と液相の各組成が変わらない状態を言います。

気液平衡の表現方法は種々あり、大別すると次の4種になる。

気液平衡の表現(1)

y1=K1x1

y2=K2x2

y3=K3x3

.....

yn=Knxn

ここに, K1,K2,K3,....Knを平衡係数あるいは平衡比と言う。1,2

,3,....,nはそれぞれ第1成分,第1成分,第2成分,第3成分,,..,

第n成分を示す。

気液平衡の表現(2)

y1=α1x1/(α1x1+α2x2+α3x3+...+αnxn)

y2=α2x2/(α1x1+α2x2+α3x3+...+αnxn)

y3=α3x3/(α1x1+α2x2+α3x3+...+αnxn)

.....

ここに, α1,α2,α3,....を相対揮発度と言い、それぞれ

P1/Pn,P2/Pn,P3/Pn,....,Pn/Pnであり、P1,P2,P3,....,Pn

は、それぞれ各成分が単独で存在するときの蒸気圧である。

気液平衡の表現(3)

p1=P1x1

p2=P2x2

p3=P3x3

.....

pn=Pnxn

ここに, p1,p2,p3,....,pnを各成分の分圧と言う。

P1,P2,P3,....,Pnは、それぞれ各成分が単独で存在するときの蒸気

圧である。このように気液平衡を表現できるのは理想溶液の場合である。

気液平衡の表現(4)

p1=P1γ1x1

p2=P2γ2x2

p3=P3γ3x3

.....

pn=Pnγnxn

ここに, p1,p2,p3,....,pnを各成分の分圧と言う。

P1,P2,P3,....,Pnは、それぞれ各成分が単独で存在するときの蒸気

圧であり、γ1,γ2,γ3,....,γnをそれぞれ各成分の活量係数と言

い、非理想溶液の気液平衡を表現するための熱力学的に定義される係数

である。