非隨機雙液體模型

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不同壓力下,以NRTL模型擬合氯仿甲醇混合物的汽液平衡關係。

非隨機雙液體模型Template:Lang-en[1]),簡稱NRTL模型,是一個描述化合物活性係數γi)與液相莫耳分率xi)關係的活性係數模型。經常被應用於化學工程領域以進行相平衡計算。NRTL模型概念是基於威爾遜假說,即分子周圍的局部濃度與整體濃度不同;不同的原因在於中心分子和同種分子的相互作用能量(Uii)與和異種分子者(Uij)不同。此能量差也在局部層面引入非隨機性。NRTL模型屬於所謂的局部組成模型。其他的這類模型有威爾遜模型、Template:Le模型以及官能基貢獻模型Template:Le等。由於假設分子i與分子j周圍局部組成無關,因此當這類局部組成模型被應用在單一真實混合物流體時,在熱力學上並不一致。前述的假設已被Flemr於1976年證實為非真實的了[2]。不過,當應用在假設雙液體模型時是一致的[3]

推導

如Wilson(1964年)、Renon與Prausnitz(1968年)等人從局部組成理論出發[4],但與Wilson等人使用弗洛里-哈金斯(Flory-Huggins)體積表示式不同,NRTL模型假設局部組成如下:

x21x11=x2x1exp(α21g21/RT)exp(α11g21/RT)

其中包含新的「非隨機性」參數α。過剩吉布斯能則可由下式表示:

GexRT=iNxijNτjiGjixjkNGkixk.

與Wilson方程式不同,NRTL模型可以預測部份混溶的混合物。

參考文獻

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  1. Renon H., Prausnitz J. M., "Local Compositions in Thermodynamic Excess Functions for Liquid Mixtures", AIChE J., 14(1), S.135–144, 1968
  2. McDermott (Fluid Phase Equilibrium 1(1977)33) and Flemr (Coll. Czech. Chem.Comm., 41 (1976) 3347)
  3. Template:Cite journal
  4. Template:Cite journal