化学工学で、図積分法の使い方教えてください。

質問

問
ベンゼン40mol%-トルエン60mol%の混合液300gを単蒸留した。蒸留を停止し、残液のベンゼンの組成を求めたところ20mol%であった。流出量と、流出液組成を求めよ。

x　(液)　0.2　　　0.3　　　0.4　　　0.5
y　(気)　0.384　0.517　0.625　　0.714
1/(x-y) 5.43　　4.61　　4.44　　4.67

この問題は図積分法を使うということまではテキストで読みましたが、
その方法についてよく理解できていないのでわかりません。
教えてください、宜しくお願いします。

回答No.1

ankotare · ベストアンサー

参考文献の２ページ目の式（３）を図積分すればよい。具体的には横軸にXb（液相のベンゼンのモル分率）、縦軸を（Yb-Xb)とし、Xbを適当な刻みに選んで定め、（Yb-Xb)を計算して図上にプロットし、この図をXb=0.4からXb=0.2まで図積分することになる。
蒸発につれ沸点が上がり、純成分の蒸気圧も上がってゆくので、計算は結構面倒だが、ベンゼン、トルエンの蒸気圧データをアントワン定数を求めて置いて、エクセルで計算に工夫を凝らせばさほど手間は掛からないと思います。
念のため比揮発度をチェックしてみたが、2.4前後で温度による変化はさほど大きくないので、レーリー式の解析解の答えが、図積分による計算結果のバックチェックに使えそうです。

参考URL：

http://chemeng.in.coocan.jp/ce/ce9.html

お礼

ありがとうございました！