物理化学核心教程电子课件

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1、物理化学核心教程电子课件第四章多组分系统热力学纯B实际曲线服从henry定律2021/9/25第四章多组分系统热力学4.1多组分系统的组成表示法4.2偏摩尔量4.3化学势4.4气体及其混合物中各组分的化学势4.5稀溶液的两个经验定律4.6液态混合物及稀溶液的化学势4.7稀溶液的依数性4.8相对活度的概念2021/9/254.1多组分系统的组成表示法1.混合物和溶液2.多组分系统的组成表示法2021/9/254.1.1混合物和溶液什么是混合物？系统中任一组分在热力学上可用相同方法处理，有相同的标准态，相同的化学势表示式。什么是溶液？系统中各组分在热力学上用不同方法处理

2、，其标准态不同，化学势表示式不同，分别服从不同的经验规律。混合物有液态、固态和气态之分溶液有固态、液态之分，无气态溶液。2021/9/254.1.1混合物和溶液什么是溶剂和溶质？溶剂（solvent）如果组成溶液的物质有不同的状态，通常将液态物质称为溶剂（solvent）如果都是液态，则把含量多的一种称为溶剂，含量少的称为溶质。将气态或固态物质称为溶质（solute）2021/9/254.1.2多组分系统的组成表示法1.B的物质的量浓度溶质B的物质的量与溶液体积V的比值称为溶质B的物质的量浓度，或称为溶质B的浓度.物质的量浓度的单位或浓度的符号可表示为2021/9/

3、254.1.2多组分系统的组成表示法2.溶质B的质量摩尔浓度溶质B的物质的量与溶剂A的质量的比值称为溶质B的质量摩尔浓度.质量摩尔浓度的单位因质量摩尔浓度不受温度的影响,故在电化学中用得较多。或2021/9/254.2偏摩尔量1.单组分与多组分系统的区别2.偏摩尔量的定义3.偏摩尔量的加和公式2021/9/254.2.1单组分与多组分系统的区别单组分系统的广度性质具有加和性若1mol单组分B物质的体积为则2mol单组分B物质的体积为而1mol单组分B物质和1mol单组分C物质混合,得到的混合体积可能有两种情况:形成了混合物形成了溶液2021/9/254.2.1单组分

4、与多组分系统的区别例如:实验证明，T、p一定时，在20%的酒精溶液中，加1mol纯水，测得体积增量不等于1mol纯水的体积，ΔV=17.67cm3≠18.072cm3。同理：在20%乙醇溶液中，加入1mol纯乙醇，ΔV=55.40cm3≠58.282cm3。所以乙醇和水的均相混合液的体积就不等于各纯组分之和，即2021/9/254.2.1单组分与多组分系统的区别一组实验结果：一定T、p下（20℃,101325Pa），将乙醇和水以不同比例混合，使溶液总量为100g，测量不同浓度时溶液总体积，结果如下表所示。2021/9/254.2.1单组分与多组分系统的区别得出(1)

5、乙醇和水均相混合液的体积不等于各组分在纯态时的体积之和。即(2)浓度不同，即各组分物质量不同，总体积不同。多组分均相体系的体积是T、p及各组分物质的量n1、n2、nk的函数。同样其它容量性质U、H、S、G、F也是如此。所以任一容量性质以X表示为X=f(T,p,n1n2…nk)2021/9/254.2.2偏摩尔量的定义多组分系统的广度性质是温度、压力和组成的函数2021/9/254.2.2偏摩尔量的定义在等温、等压条件下在等温、等压条件下，保持除B以外的组分不变，改变B物质的量所引起广度性质X的变化率。2021/9/254.2.2偏摩尔量的定义偏摩尔量定义称为物质B的

6、某种广度性质X的偏摩尔量即在等温、等压条件下，保持除B以外的其他组分不变，改变B物质的量所引起广度性质X的变化率。2021/9/254.2.2偏摩尔量的定义多组分系统常用广度性质偏摩尔量的定义2021/9/254.2.2偏摩尔量的定义2.物理意义(可有两种理解方式)(1)等温等压条件下，在无限大量的组分一定的某一体系加入1molB物质所引起的体系容量性质X的改变值，称B物质的偏摩尔量。这实际上是偏摩尔量的概念；(2)在等温等压条件下，在组成一定的有限量体系中，加入无限小量dnBmol的B物质后，体系容量性质X改变了dX,dX与dnB的比值就是XB,m；(由于只加dn

7、B，所以实际上体系的组成未变)2021/9/254.2.2偏摩尔量的定义(4)偏摩尔量是两个广度性质X、nB之比，因此它是一强度性质，与体积的量无关。2021/9/254.2.3偏摩尔量的加和公式已知保持温度和压力不变，代入偏摩尔量的定义式保持系统的组成不变，同时加入各物质，直至各物的量为：2021/9/254.2.3偏摩尔量的加和公式偏摩尔量的加和公式偏摩尔量的加和公式揭示了多组分系统中各个广度性质的总值与各组分的偏摩尔量之间的关系。对于二组分系统，其广度性质体积的总值等于各组分的偏摩尔体积之和，即2021/9/254.2.3偏摩尔量的加和公式用偏摩尔量的加和