04 第四章 溶液——多组分体系热力学.ppt

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1、第四章溶液——多组分体系热力学在溶液中的应用一、基本概念和公式（一）多组分系统的组成表示法1.B的质量浓度2.B的质量分数wB3.B的浓度5.溶质B的质量摩尔浓度mB（molality）6.溶质B的摩尔比4.B的摩尔分数（一）多组分系统的组成表示法(二)偏摩尔量和化学势1.偏摩尔量的定义(二)偏摩尔量和化学势2.应注意的问题(1)只有容量性质才有偏摩尔量，而偏摩尔量是强度性质。(5)纯物质的偏摩尔量就是它的摩尔量。(2)偏摩尔数量的下标是。(3)偏摩尔量与组成有关。(4)偏摩尔数量可正可负。3、偏摩尔数量的加和公式3、Gibbs-Duhem公式适用条件：恒温恒压组成变化的多组分系

2、统(二)偏摩尔量和化学势4.化学势的定义5.化学势与温度的关系6.化学势与压力的关系(二)偏摩尔量和化学势（三）混合气体中各组分的化学势（三）混合气体中各组分的化学势1.纯组分理想气体的化学势2.混合理想气体中各组分的化学势3.非理想气体的化学势(T)是指气体在温度为T，压力为p且具有理想气体行为的那个状态的化学势。它是一个假想态化学势。4.逸度因子的求法(1)图解法p为实验测量值定积分边界条件：压力很低时（三）混合气体中各组分的化学势(2)状态方程法(3)对比状态法(4）近似法（三）混合气体中各组分的化学势（四）稀溶液中的两个经验定律（四）稀溶液中的两个经验定律1.拉乌尔

3、定律（Raoult’sLaw）1887年，法国化学家Raoult从实验中归纳出一个经验定律：在定温下，在稀溶液中，溶剂的蒸气压等于纯溶剂蒸气压乘以溶液中溶剂的物质的量分数。(1)文字表述（2）数学表达式注：（a）Raoult定律适用于稀溶液的溶剂和理想液体混合物的任一组分。（b）在计算溶剂的物质的量时，应用气态时的摩尔质量（c）溶质挥发与否不限。2、亨利定律（Herry’sLaw）（1）文字表述1803年英国化学家Henry根据实验总结出另一条经验定律：在一定温度和平衡状态下，气体在液体里的溶解度（用物质的量分数x表示）与该气体的平衡分压p成正比。（2）数学表达式注：(a)式中p

4、为该气体的分压(b)溶质在气相和在溶液中的分子状态必须相同(c)溶液浓度愈稀，对亨利定律符合得愈好。（四）稀溶液中的两个经验定律（五）理想液体混合物各组分的化学势（五）理想液体混合物各组分的化学势1.理想液态混合物的定义在溶液中任何粒子的大小、形状及粒子间的引力彼此相同，当用其中的一种粒子取代另一种物质的粒子时，没有能量和空间结构的变化。（1）宏观定义：（2）微观定义：系统中任一组分（不分溶剂和溶质）在全部浓度范围内都遵守拉乌尔定律的溶液称为理想液体混合物。（3）化学势表达式2、理想液体混合物通性(1)(2)(5)具有理想的混合吉布斯自由能(6)拉乌尔定律与亨利定律没有区别(4)

5、具有理想的混合熵(3)理想液体混合物通性（六）理想稀溶液中各组分的化学势（六）理想稀溶液中各组分的化学势两种物质组成一溶液，在一定的温度和压力下，在一定的浓度范围内，溶剂遵守Raoult定律，溶质遵守Henry定律，这种溶液称为理想稀溶液。1、理想稀溶液的定义2、稀溶液各组分的化学势(1)溶剂的化学势的物理意义是：等温、等压时，纯溶剂的化学势，它不是标准态。（2）溶质的化学势a.组成用摩尔分数表示b.当时，c.当时温度为T，压力为p，xB=1或mB=m或cB=c时且服从Henry定律的假想态，它不是标准态。标准态是指温度为T，压力为p，xB=1或mB=m或cB=c时且服

6、从Henry定律的假想态。理想稀溶液中各组分的化学势（七）稀溶液的依数性稀溶液依数性是在指定溶剂的种类和数量后，这些性质只取决于所含溶质分子的数目，而与溶质的本性无关。1.依数性的概念（七）稀溶液的依数性2.蒸气压降低（七）稀溶液的依数性3.凝固点降低求算kf方法有两种：（1）做图，然后外推求的极限值（2）用量热法求，然后代入定义式，进行求算适用条件只适用于稀溶液不管溶质挥发不挥发平衡时固态为纯溶剂(3)在平衡时固态是固溶体时用下列公式X’A为固溶体的浓度,xA为溶液的浓度。下降上升（七）稀溶液的依数性（七）稀溶液的依数性3.沸点升高求算kb方法：（1）做图，然后外推求的极限值（

7、2）用量热法求，然后代入定义式，求算（3）从液体的蒸气压与温度的关系求，可以应用克－克方程求算：，所以（七）稀溶液的依数性若A，B组分都挥发，用下式计算xB为液相组成,yB为气相组成。升高下降（七）稀溶液的依数性5.渗透压为了阻止溶剂渗透，必须在溶液一侧额外施加的压力定义为渗透压。(1)定义或(2)公式（范霍夫公式）（范霍夫公式的另一种写法）麦克米兰和麦耶尔公式（八）活度与活度因子（八）活度与活度因子1.非理想液态混合物各组分的化学势Raoult定律可以修正为γB也可以看作是R