资源描述：
《第三章 化学势.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、3.2化学势3.4稀溶液中的两个经验定律3.3气体物质的化学势第三章化学势3.1偏摩尔量3.5理想液态混合物中物质的化学势3.6理想稀溶液各组分化学势3.7不挥发性溶质理想稀溶液的依数性3.8非理想多组分系统中物质的化学势2021/7/17★本章是将热力学基本原理应用于组成可变的多组分系统中,从偏摩尔量和化学势两个重要的概念出发,对多组分系统热力学问题进行讨论和研究.★对于组成可变的系统分为两类：其一是封闭系统,虽系统与环境无物质交换,但系统内可发生化学反应等;其二是敞开系统,系统与环境有物质交换,当然系统内也可
2、发生化学反应,如浓度改变的溶液和相变中某一相作为系统都是敞开系统.溶液热力学,实际上是热力学第一、第二定律在敞开系统中的推广.2021/7/17但对于多组分均相系统,仅规定T和p系统的状态并不能确定.100kPa、20℃时不同浓度的100g乙醇水溶液体积的实验结果。2021/7/17为此我们引入偏摩尔量的概念.多组分系统任一容量性质:从实验数据看,溶液的体积并不等于各组分纯态体积之和,且体积改变随溶液浓度不同而异.虽然乙醇和水的m、T、p固定,还必须规定系统中每种物质的量方可确定系统的状态.因而得出如下结论:z=
3、z(T、p、n1、n2……)2021/7/17单组分体系的摩尔热力学函数值体系的状态函数中V，U，H，S，A，G等是容量性质，与物质的量有关。设由物质B组成的单组分体系的物质的量为，则各摩尔热力学函数值的定义式分别为：摩尔体积（molarvolume）摩尔热力学能（molarthermodynamicenergy）3.1偏摩尔量2021/7/17摩尔焓（molarenthalpy）摩尔熵（molarentropy）摩尔Helmholz自由能（molarHelmholzfreeenergy）摩尔Gibbs自由能（m
4、olarGibbsfreeenergy）这些摩尔热力学函数值都是强度性质。2021/7/171.定义:对于任一容量性质z(V、U、H……),若系统所含各物质的量分别为n1,n2,…nk,则z=f(T,p,n1,n2,…,nk)当系统中T、p、组成发生微小变化时,有:恒温、恒压条件下:或多组分体系的偏摩尔热力学函数值2021/7/17其中:②指定T、p条件下,在有限量系统中,其它组分不变(nC不变)的条件下,加入无限小量dnB摩尔的B组分所引起系统容量性质的改变.意义:zB为系统中任一物质B的偏摩尔量,如:VB、G
5、B.①指定T、p条件下,往无限大的系统中（可看作其浓度不变）,加入1molB组分所引起系统容量性质的改变.2021/7/17③对单组分系统,偏摩尔量zB就是摩尔量zm.②zB为强度性质,与系统总量无关,取决于T、p和各组分浓度.说明:①偏摩尔量必须是在指定T、p下,系统容量性质对物质的量的偏导数,其它条件就不是偏摩尔量.2021/7/17按偏摩尔量定义,当按比例地同时添加各组分，即各组分浓度不变，则偏摩尔量不变，对上式积分则2.偏摩尔量的集合公式2021/7/17这就是偏摩尔量的集合公式，说明体系的总的容量性质等
6、于各组分偏摩尔量的加和。例如：体系只有两个组分，其物质的量和偏摩尔体积分别为和，则体系的总体积为：2021/7/17写成一般式有：2021/7/17如果在溶液中不按比例地添加各组分，则溶液浓度会发生改变，这时各组分的物质的量和偏摩尔量均会改变。对Z进行微分根据集合公式在等温、等压下某均相体系任一容量性质的全微分为：3.吉布斯-杜亥姆(Gibbs-Duhem)公式2021/7/17这就称为Gibbs-Duhem公式，说明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。（1）（2）两式相
7、比，得：2021/7/171.定义在均相多组分系统中:G=f(T,p,n1,n2,…,nk),恒温恒压下系统发生微小量的变化时:μB称为物质B的化学势.3.2化学势注意:μB既是物质B的化学势,又是物质B的偏摩尔量.2021/7/17则上式为:2021/7/17已知2.化学势的物理意义可见,正是系统所做的最大非体积功（有效功）。比较二式恒温、恒压下得:2021/7/17此四式适用于均相多组分系统的一切热力学过程.3.均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
8、组分的物质的量有关。2021/7/174.化学势的其它定义对于均相多组分系统,将状态函数U、H、A、G、都可表示成特征变量与组成的函数:U=f(S,V,n1,n2,…)H=f(S,p,n1,n2,…)A=f(T,V,n1,n2,…)G=f(T,p,n1,n2,…)将其求微分后,可以用U、H、F、G定义μB,不难证明:上四式为化学势的广义定义式.2021/7/17组分B的化
