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时间:2019-06-06
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1、由式(3-114)得RTlngB=常数即正规溶液中各组分活度系数的对数与T成反比对正规溶液可以得到图3×10—X图(313.15)(3—115)式中W为一常数。如果HE=0,则GE=-TSE,此时溶液的非理想性完全由熵效应而引起,这种溶液称为无热溶液。无热溶液∵∴由式(3-114)得则无热溶液中各组分的活度系数与T无关。对无热溶液可以得到(3—116)式中fA、fB分别为A、B组分的体积分数。式(3-116)称为弗洛瑞公式。§3×8分配定律“在定温定压下,如果一个物质溶解在两个同时存在的互不相溶的液体里,达到平衡后,该物质在两相中浓度之比等于常数”,称为分配定律。(3—117)式中、分别为
2、溶质B在溶剂α、β中的浓度,K叫分配系数,K与温度、压力、溶质及两种溶剂的性质有关,但K是与浓度无关的一个常数。分配定律是溶质在两相平衡的性质,溶质在两相服从亨利定律,由此便可导出分配定律:∴当溶液浓度不大时该式能很好地与实验结果相符,浓度太大,不服从亨利定律,此时应以活度代替浓度:与亨利定律一样,应用分配定律时应注意,仅能适用于溶质在两种溶剂中分子形态相同的部分。分配定律是抽提萃取的理论基础,如可用氯仿自水溶液中萃取碘,稀土元素的提取常采用萃取的方法等。本章基本要求本章引进偏摩尔量和化学势的概念。讲述理想气体与非理想气体化学势的表示式,以拉乌尔定律和亨利定律为基础,得到各类溶液中溶剂和溶
3、质的化学势表示式。以化学势表示式讨论物质的热力学性质。具体要求如下:1.明确偏摩尔量与化学势的概念。为什么在处理多组分问题时,这两个概念很重要。2.初步了解不可逆过程热力学关于熵流和熵产生等基本内容。3.熟悉拉乌尔定律和亨利定律的内容,掌握获得气体、溶剂、溶质化学势表示式的方法。4.明确逸度和活度的定义,充分了解标准态的概念。5.掌握以化学势表示式讨论物质热力学性质的方法,如由混合理想气体中组分的化学势表示式得到理想气体混合物的各种性质。6.了解理想溶液的通性。掌握稀溶液的依数性及其应用。7.了解分配定律及其应用8.逐步体会吉布斯—杜亥姆公式在处理多组分问题时的重要性。了解超额函数的概念。
4、习题1.在292.15K、pq时,某酒窖中存有10.0m3的酒,其中含乙醇96%(质量百分数)。今欲加水调制为含乙醇56%的酒,问(1)应加多少体积的水;(2)能得到多少m3的含量56%的酒。已知该条件下水的密度为999.1kg×m-3,水和乙醇的偏摩尔体积分别为乙醇的质量百分数V乙醇,m/(10-6103×mol-1)96%14.6158.0156%17.1156.582.298K时有1mol分数为0.4的甲醇的水溶液,如果往大量的此种溶液中加1mol水,溶液的体积增加17.35ml;如果往大量的此种溶液中加1mol甲醇,溶液的体积增加39.01毫升,试计算将0.4mol的甲醇和0.6m
5、ol的水混合成一溶液时,此溶液的体积为若干?此混合过程中体积的变化为若干?已知298K时甲醇的密度为0.7911g×ml-1,水的密度为0.9971g×ml-1。3.293K时溶液(1)的组成为1NH3×,其蒸气压为80×133.3Pa,溶液(2)的组成为1NH3×21H2O,其蒸气压为27×133.3Pa,(甲)从大量的(1)中转移1molNH3到大量的(2)中,求DG。(乙)在293K时,若将压力为pq的1molNH3(气)溶解在大量的溶液(2)中,求DG。4.试证明(1)(2)5.在473.15K、1013.25kPa时,设NH3气服从范德华方程式,范德华气体常数a=0.423Pa×
6、m6×mol-2,b=3.71×10-5×m3×mol-1,求此时NH3的逸度。6.若气体的状态方程式为pV(1-bp)=RT,求其逸度的表示式。7.在413.15K时,纯C6H5Cl和纯C6H5Br的蒸气压分别为125.238kPa和66.104kPa。假定两液体组成理想溶液。若有一混合液,在413.15K、101.325kPa下沸腾,试求该溶液的组成,以及在此情况下,液面上蒸气的组成。8.苯和甲苯在293.15K时蒸气压分别为9.958和2.973kPa,今以等质量的苯和甲苯在293.15K时相混合,试求(1)苯和甲苯的分压力;(2)液面上蒸气的总压力(设溶液为理想溶液)。9.有乙醇水
7、溶液含乙醇3%(重量百分数),在370.26K时溶液的总蒸气压为760×133.3Pa,在该温度下纯水的蒸气压为685×133.3Pa,试根据拉乌尔定律,计算在该温度下在乙醇的摩尔分数为0.02的溶液上面乙醇与水的分压?10.在293.15K时,当O2、N2、Ar压力分别为101.325kPa时,每1.0kg水中分别能溶解O23.11×10-2dm3;N21.57×10-2dm3;Ar3.36×10-2dm3。今在293
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