Расчеты и прогнозирование свойств 2-Метил-3,3-диэтилпентана, Циклобутана, о-Ксилол, 1,2-диметилбензола, 4-Метилпиридина

данного вещества найдем коэффициент сжимаемости с использованием таблицы Ли-Кесслера по приведенным температуре и давлении.

Коэффициент сжимаемости находится по разложению Питцера:

где Z-коэффициент сжимаемости; -ацентрический фактор.

Приведенную температуру найдем по формуле

где -приведенная температура в К ; Т-температура вещества в К; -критическая температура в К.

Приведенное давление найдем по формуле ; где - приведенное; Р и давление и критическое давление в атм. соответственно.

Критические параметры вещества определяем методом Лидерсена.

; R=8,314Дж/моль*К

Находим приведенные температуру и давление:

Коэффициент сжимаемости найдем из разложения Питцера:

путем интерполяции находим и.

=0,6773;

=-0,0280;

Из уравнения Менделеева-Клайперона ,

где P-давление; V-объем; Z- коэффициент сжимаемости; R-универсальная газовая постоянная (R=82.04); T-температура;

выразим объем:

М=142,29 г/моль.

Фазовое состояние вещества определяем по таблицам Ли-Кесслера, по приведенным параметрам температуры и давления. Ячейка, соответствующая данным приведенным параметрам находится под линией бинодаля, следовательно данное вещество при 730К и 100 бар – газ.

Задание №6

Для четырех соединений, приведенных в таблице, рекомендованными методами вычислить плотность насыщенной жидкости. Привести графические зависимости «плотность-температура» для области существования жидкой и паровой фаз. Выполнить анализ.

Для вычисления плотности насыщенной жидкости воспользуемся методом Ганна-Ямады.

где -плотность насыщенной жидкости; М -молярная масса вещества; -молярный объем насыщенной жидкости.

где -масштабирующий параметр; -ацентрический фактор; и Г-функции приведенной температуры.

2-Метил-3,3-диэтилпентан

в промежутке температур от 298 до 475 К вычислим по формуле:

В промежутке температур от 475 до 600 К вычислим по формуле:

В промежутке температур от 298 до 600 К вычислим Г по формуле:

Находим масштабирующий параметр:

Полученные результаты сведем в таблицу:

T, К	Tr	Vr(0)	Vsc	Г	Vs	ρs ,г/см3
187,2738	0,3	0,3252	328,7164	0,2646	95,8685	1.3312
218,4861	0,35	0,3331	328,7164	0,2585	109,5005	1,2994
249,6983	0,4	0,3421	328,7164	0,2521	112,4670	1,2651
280,9106	0,45	0,3520	328,7164	0,2456	115,6993	1,2298
312,1229	0,5	0,3625	328,7164	0,2387	119,1650	1,1940
343,3352	0,55	0,3738	328,7164	0,2317	122,8869	1,1579
374,5475	0,6	0,3862	328,7164	0,2244	126,9426	1,1209
405,7598	0,65	0,3999	328,7164	0,2168	131,4645	1,0823
436,9721	0,7	0,4157	328,7164	0,2090	136,6402	1,0413
468,1844	0,75	0,4341	328,7164	0,2010	142,7120	0,9970
499,3967	0,8	0,4563	328,7164	0,1927	149,9773	0,9487
530,609	0,85	0,4883	328,7164	0,1842	160,4985	0,8865
561,8213	0,9	0,5289	328,7164	0,1754	173,8487	0,8185
580,5486	0,93	0,5627	328,7164	0,1701	184,9601	0,7693
593,0336	0,95	0,5941	328,7164	0,1664	195,2829	0,7286
605,5185	0,97	0,6410	328,7164	0,1628	210,7108	0,6753
611,7609	0,98	0,6771	328,7164	0,1609	222,5759	0,6393
618,0034	0,99	0,7348	328,7164	0,1591	241,5476	0,5891

Циклобутан

T, К	Tr	Vr(0)	Vsc	Г	Vs	ρs ,г/см3
139,0728	0,3	0,3252	752,1954	0,2646	233,3600	0,2404
162,2516	0,35	0,3331	752,1954	0,2585	239,3309	0,2344
185,4304	0,4	0,3421	752,1954	0,2521	246,0977	0,2280
208,6092	0,45	0,3520	752,1954	0,2456	253,4727	0,2214
231,788	0,5	0,3625	752,1954	0,2387	261,3882	0,2147
254,9668	0,55	0,3738	752,1954	0,2317	269,8969	0,2079
278,1456	0,6	0,3862	752,1954	0,2244	279,1725	0,2010
301,3244	0,65	0,3999	752,1954	0,2168	289,5111	0,1938
324,5032	0,7	0,4157	752,1954	0,2090	301,3316	0,1862
347,682	0,75	0,4341	752,1954	0,2010	315,1769	0,1780
370,8608	0,8	0,4563	752,1954	0,1927	331,7151	0,1691
394,0396	0,85	0,4883	752,1954	0,1842	355,5282	0,1578
417,2183	0,9	0,5289	752,1954	0,1754	385,7055	0,1455
431,1256	0,93	0,5627	752,1954	0,1701	410,7518	0,1366
440,3971	0,95	0,5941	752,1954	0,1664	433,9578	0,1293
449,6687	0,97	0,6410	752,1954	0,1628	468,5486	0,1197
454,3044	0,98	0,6771	752,1954	0,1609	495,0958	0,1133
458,9402	0,99	0,7348	752,1954	0,1591	537,4744	0,1044

о-Ксилол, 1,2-диметилбензол

T, К	Tr	Vr(0)	Vsc	Г	Vs	ρs ,г/см3
189,3122	0,3	0,3252	374,9598	0,2646	112,2652	0,9637
220,8642	0,35	0,3331	374,9598	0,2585	115,2382	0,9388
252,4163	0,4	0,3421	374,9598	0,2521	118,6036	0,9122
283,9683	0,45	0,3520	374,9598	0,2456	122,2723	0,8848
315,5203	0,5	0,3625	374,9598	0,2387	126,2126	0,8572
347,0724	0,55	0,3738	374,9598	0,2317	130,4511	0,8293
378,6244	0,6	0,3862	374,9598	0,2244	135,0732	0,8009
410,1764	0,65	0,3999	374,9598	0,2168	140,2236	0,7715
441,7285	0,7	0,4157	374,9598	0,2090	146,1077	0,7404
473,2805	0,75	0,4341	374,9598	0,2010	152,9918	0,7071
504,8325	0,8	0,4563	374,9598	0,1927	161,2043	0,6711
536,3846	0,85	0,4883	374,9598	0,1842	172,9800	0,6254
567,9366	0,9	0,5289	374,9598	0,1754	187,8885	0,5758
586,8678	0,93	0,5627	374,9598	0,1701	200,2365	0,5403
599,4886	0,95	0,5941	374,9598	0,1664	211,6540	0,5111
612,1095	0,97	0,6410	374,9598	0,1628	228,6393	0,4732
618,4199	0,98	0,6771	374,9598	0,1609	241,6545	0,4477
624,7303	0,99	0,7348	374,9598	0,1591	262,4056	0,4123

4-Метилпиридин

T, К	Tr	Vr(0)	Vsc	Г	Vs	ρs ,г/см3
195,4767	0,3	0,3252	326,7747	0,2646	98,5374	0,9451
228,0562	0,35	0,3331	326,7747	0,2585	101,1289	0,9209
260,6356	0,4	0,3421	326,7747	0,2521	104,0632	0,8949
293,2151	0,45	0,3520	326,7747	0,2456	107,2617	0,8682
325,7945	0,5	0,3625	326,7747	0,2387	110,6966	0,8413
358,374	0,55	0,3738	326,7747	0,2317	114,3910	0,8141
390,9534	0,6	0,3862	326,7747	0,2244	118,4194	0,7864
423,5329	0,65	0,3999	326,7747	0,2168	122,9085	0,7577
456,1123	0,7	0,4157	326,7747	0,2090	128,0379	0,7274
488,6918	0,75	0,4341	326,7747	0,2010	134,0403	0,6948
521,2712	0,8	0,4563	326,7747	0,1927	141,2029	0,6595
553,8507	0,85	0,4883	326,7747	0,1842	151,4816	0,6148
586,4301	0,9	0,5289	326,7747	0,1754	164,4974	0,5661
605,9778	0,93	0,5627	326,7747	0,1701	175,2823	0,5313
619,0096	0,95	0,5941	326,7747	0,1664	185,2584	0,5027
632,0414	0,97	0,6410	326,7747	0,1628	200,1054	0,4654
638,5573	0,98	0,6771	326,7747	0,1609	211,4855	0,4404
645,0731	0,99	0,7348	326,7747	0,1591	229,6344	0,4056

Задание №7

Для четырех соединений, приведенных в таблице, рекомендованными методами вычислить давление насыщенного пара. Привести графические P-T зависимости для области существования жидкой и паровой фаз. Выполнить анализ.

Для вычисления давления насыщенного пара воспользуемся корреляциями

Ли-Кесслера, Риделя и Амброуза-Уолтона.

2-Метил-3,3-диэтилпентан

Корреляция Ли-Кеслера.

Она основана на использовании принципа соответственных состояний.

Давление Pvp определяем из приведенного давления насыщенных паров Pvp,r и критического давления данного вещества: . Критическое давление определяем методом Лидерсена, поскольку для данного вещества экспериментальные данные отсутствуют.

Т	Тr	f(0)	f(1)	Pvp,r	Pvp, bar
298	0,48	-5,8100	-7,4402	0,0002	0.0031
323	0,52	-4,9185	-5,9645	0,0007	0.0131
348	0,56	-4,1614	-4,7734	0,0024	0.0441
373	0,60	-3,5110	-3,8045	0,0068	0.1222
398	0,64	-2,9470	-3,0118	0,0162	0.2907
423	0,68	-2,4535	-2,3609	0,0343	0.6115
448	0,72	-2,0187	-1,8251	0,0652	1.1638
473	0,76	-1,6329	-1,3839	0,1139	2.0414
498	0,80	-1,2886	-1,0210	0,1852	3.3502
523	0,84	-0,9796	-0,7234	0,2832	5.2080
548	0,88	-0,7010	-0,4808	0,4113	7.7496
573	0,92	-0,4487	-0,2847	0,5714	11.1385

Корреляция Риделя

где - приведенная температура кипения.

Т	Тr	Pvp,r	Pvp, bar
298	0,48	0,0001	0.0031
323	0,52	0,0006	0.0130
348	0,56	0,0020	0.0436
373	0,60	0,0056	0.1206
398	0,64	0,0132	0.2868
423	0,68	0,0278	0.6031
448	0,72	0,0529	1.1487
473	0,76	0,0928	2.0173
498	0,80	0,1526	3.3157
523	0,84	0,2377	5.1638
548	0,88	0,3544	7.6992
573	0,92	0,5104	11.0895

Метод Амброуза-Уолтона.

где

Т	Тr	τ	f(0)	f(1)	f(2)	Pvp,r	Pvp, bar
298	0,48	0,52	-5,8518	-7,4767	-0,2979	0,0001	0.0032
323	0,52	0,48	-4,9751	-6,0420	-0,2096	0,0006	0.0138
348	0,56	0,44	-4,2318	-4,8990	-0,1374	0,0021	0.0458
373	0,60	0,40	-3,5932	-3,9769	-0,0810	0,0058	0.1254
398	0,64	0,36	-3,0381	-3,2243	-0,0393	0,0136	0.2947
423	0,68	0,32	-2,5505	-2,6033	-0,0108	0,0283	0.6139
448	0,72	0,28	-2,1179	-2,0853	0,0062	0,0534	1.1608
473	0,76	0,24	-1,7307	-1,6487	0,0138	0,0934	2.0290
498	0,80	0,20	-1,3813	-1,2769	0,0141	0,1531	3.3263
523	0,84	0,16	-1,0634	-0,9570	0,0094	0,2381	5.1741
548	0,88	0,12	-0,7720	-0,6785	0,0021	0,3549	7.7100
573	0,92	0,08	-0,5025	-0,4330	-0,0050	0,5107	11.0960

Циклобутан

Корреляция Ли-Кеслера

Корреляция Ли-Кеслера.

Она основана на использовании принципа соответственных состояний.

Давление Pvp определяем из приведенного давления насыщенных паров Pvp,r и экспериментального критического давления данного вещества, bar: .

Т	Тr	f(0)	f(1)	Pvp,r	Pvp, bar
298	0.65	-2.9116	-3.0829	0.0286	1.4249
323	0.70	-2.2792	-2.2739	0.0636	3.1757
348	0.76	-1.7401	-1.6438	0.1245	6.2111
373	0.81	-1.2730	-1.1464	0.2203	10.9946
398	0.87	-0.8614	-0.7463	0.3615	18.0404
423	0.92	-0.4922	-0.4147	0.5606	27.9717
448	0.97	-0.1541	-0.1279	0.8346	41.6465

Корреляция Риделя.

где - приведенная температура кипения.

А	В	С	D	θ	αc	ψ
8,1962	8,4304	-3,2830	0,2342	-0,2342	6,5525	3,0295

Т	Тr	Pvp,r	Pvp, bar
298	0,64	0.0342	1.7082
323	0,70	0.0727	3.6290
348	0,75	0.1370	6.8383
373	0,80	0.2356	11.7557
398	0,86	0.3776	18.8422
423	0,91	0.5742	28.6547
448	0,97	0.8408	41.9569

Корреляция Амброуза-Уолтона.

где