多组分系统热力学讲义.ppt

《多组分系统热力学讲义.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、物理化学电子教案—第四章多组分系统热力学2021/7/25第四章多组分系统热力学§4.1偏摩尔量§4.2化学势§4.3气体组分的化学势§4.5拉乌尔定律和亨利定律§4.6理想液态混合物§4.7理想稀溶液§4.9稀溶液的依数性2021/7/25经典热力学系统简单系统(相组成不变的单相或多相系统)多组分系统(相组成改变的单相或多相系统)相变、化学变化2021/7/25多组分单相系统是由两种或两种以上的物质分子水平上混合而成的均匀体系。混合物溶液按处理方式每种组分选用同样的标准态溶剂和溶质不同的标准态2021/7/25溶液广义地说，两种或两种以上物质彼此以分子或离子状态均匀混合所形成的体系称为溶液

2、。溶液以物态不同可分为固态溶液和液态溶液。根据溶液中溶质的导电性又可分为电解质溶液和非电解质溶液。本章主要讨论液态的非电解质溶液。2021/7/25溶剂和溶质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，气态或固态物质称为溶质。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。2021/7/25混合物多组分均匀体系中，溶剂和溶质不加区分，各组分均可选用相同的标准态，使用相同的经验定律，这种体系称为混合物，也可分为气态混合物、液态混合物和固态混合物。2021/7/25§4.1偏摩尔量18.09cm336.18cm3＝18.09cm31molH2O(l)+1molH2O(l)V

3、m*水=18.09cm3·mol–1V*=nVm*水=36.18cm32021/7/2558.35cm358.35cm3116.70cm3＝1molC2H5OH（l）+1molC2H5OH（l）Vm*乙醇=58.35cm3·mol-1V*=nVm*乙醇=116.70cm32021/7/2558.35cm318.09cm374.40cm3V≠n水Vm*水+n乙醇Vm*乙醇=76.44cm31.问题的提出2021/7/252.偏摩尔量在多组分体系中，每个热力学函数的变量不仅与温度,压力有关，与组成体系各组分的物质的量有关。设X代表V，U，H，S，A，G等广度性质，则对多组分体系偏摩尔量的定义为：

4、XB称为物质B的某种广度性质X的偏摩尔量2021/7/25使用偏摩尔量时应注意：1.偏摩尔量的含义是：在恒温、恒压、保持B物质以外的所有组分的物质的量不变的条件下，改变dnB所引起广度性质X的变化值，或在恒温、恒压条件下，在大量的定组成体系中加入单位物质的量的B物质所引起广度性质X的变化值。2021/7/252.只有广度性质才有偏摩尔量，而偏摩尔量是强度性质。3.纯物质的偏摩尔量就是它的摩尔量。4.任何偏摩尔量都是T，p和组成的函数。5.偏摩尔量的加和公式B的偏摩尔量系统的总的容量性质等于各组分偏摩尔量的加和。2021/7/25化学势2021/7/25作图法：解析法:VnBV=f(nB)3.

5、偏摩尔量的测定法举例只有两种组分2021/7/254.偏摩尔量与摩尔量的差别摩尔量：纯组分的偏摩尔量：混合物若体系仅有一种组分(即纯物质)，则根据摩尔量的定义，XB就是摩尔量。2021/7/255.吉布斯-杜亥姆方程广度量X全微分恒p恒T已知2021/7/25除以n吉布斯-杜亥姆方程吉布斯—杜亥姆方程说明：在恒温,恒压下,偏摩尔量之间是具有一定联系的。某一偏摩尔量的变化可从其它偏摩尔量的变化中求得。2021/7/256.偏摩尔量之间的函数关系XB具有纯物质类似的关系式2021/7/25开心一练1.在常温常压下，1kg水中加入NaBr，水溶液的体积m是质量摩尔浓度，即1kg水中所溶NaBr的物

6、质的量。求m=0.25molkg-1和m=0.50molkg-1时，在溶液中NaBr(B)和H2O(A)的偏摩尔体积。解：2021/7/25以m=0.25molkg-1和m=0.50molkg-1代入，分别得到在两种浓度时NaBr的偏摩尔体积VB,1=24.748cm3mol-1；VB,2=25.340cm3mol-1根据加合公式V=nAVA+nBVB得：由此可得，在两种溶液中H2O的偏摩尔体积分别为VA=18.067cm3mol-1；VA=18.045cm3mol-12021/7/25§4.2化学势保持温度、压力和除B以外的其它组分不变，体系的Gibbs自由能随nB的变化率

7、称为化学势，所以化学势就是偏摩尔Gibbs自由能。化学势的定义纯物质2021/7/25应用：在判断相变和化学变化的方向和限度方面有重要作用。其他偏摩尔量可通过化学势及其偏导数组合表示1.化学式的定义2021/7/252.多相多组分系统的热力学基本方程在多组分体系中，热力学函数的值不仅与其特征变量有关，还与组成体系的各组分的物质的量有关。(1)单相多组分系统全微分2021/7/25同理单相多组分系统热力学基本方