第三章化学势.ppt

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1、第三章化学势3.1偏摩尔量3.2化学势3.3气体物质的化学势3.4理想溶液中物质的化学势3.5稀溶液中物质的化学势3.6不挥发性溶质稀溶液的依数性3.7非理想溶液中物质的化学势3.1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单组分系统：由纯物质构成的热力学系统。对于封闭体系，单组分系统容量性质的热力学函数X(v,U,H,S,A,G)都可以表示为：X=f(T,P)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V*m,B多组分系统：如果一个热力

2、学系统由多种物质构成，则称为多组分系统。得到的混合体积可能有两种情况:形成了溶液1mol单组分B物质和1mol单组分C物质混合,形成了混合物对于多组分系统，仅仅规定温度和压力是不能确定系统的状态的，还必须确定各组分的物质的量。举例：乙醇和水—不变物质的量：体积：—变化多组分系统的任一种容量性质X（X可分别代表V，U，H，S，A，G等），可以看作是温度T，压力p和各物质的量ni的函数。当系统的状态发生任意无限小量的变化时，全微分dX可用下式表示：2、偏摩尔量的定义称为物质i的某种容量性质X的偏摩尔量在一定温度、压力下，

3、除组分i之外，其余各物质的量均不变的条件下，由于组分i的物质的量发生了微小的变化而引起的系统容量性质X随组分i的物质的量的变化率。偏摩尔量定义多组分系统常用容量性质偏摩尔量的定义偏摩尔量的物理意义1：在等温等压、有限量系统中，因加入无限小量dni的i物质而引起系统容量性质X的改变量dxi与dni的比值，即Xi=dxi/dni偏摩尔量的物理意义2：在等温等压、组成恒定的无限量系统中，因加入1mol物质i(可认为系统的浓度不变）,引起的系统容量性质X的改变量。只有在定温定压条件，系统的容量性质才称为偏摩尔量；容量性质才有

4、偏摩尔量，系统的强度性质是没有偏摩尔量。偏摩尔量、摩尔量均是强度性质，随物种不同而不同。偏摩尔量不仅与T,P有关，还随浓度而变化对于纯物质i，偏摩尔量等于摩尔量，如Vmi=Vi3、偏摩尔量的集合公式如果系统由A和B两种组分组成，它们的物质的量分别为nA和nB，在定温定压下往系统中加入dnA和dnB的A和B时，系统的某个容量性质X的变化可表示为：如果连续不断地向系统中加入dnA和dnB，且保持初始比例，则上式可积分为：如果以X=V，上式即为：当系统由多种物质组成时，则：上式称为多组分均相系统中偏摩尔量的集合公式。在一定

5、T,P和组成恒定的条件下，即系统处于一定的状态时，多组分均相系统的任一容量性质X的值等于各组分的物质的量与偏摩尔量乘积的总和。也就是说：在多组分系统中，其偏摩尔量与物质的量的乘积具有加和性。（偏摩尔体积不是摩尔体积）用偏摩尔量的加和公式，求系统的容量性质1.下列关于偏摩尔量的理解，错误的是：（）。A.只有广度性质才有偏摩尔量；B.偏摩尔量是广度性质；C.纯物质的偏摩尔量就是其摩尔量。§3.2化学势（1）化学势的定义偏摩尔吉布斯自由能Gi，称为“化学势”，用符号μi表示：对于多组分均相系统吉布斯自由能G和其它任何容量性

6、质一样，是T,P和各组分的物质的量的函数在定温定压条件下：定温定压条件下多组分系统在发生状态变化时所能做的最大有效功。通过这个式子可知，时，过程为自发过程。时，过程即达到平衡。化学势的物理意义：化学势决定物质传递方向和限度的强度因素（化学势由高向低自发进行）化学势的广义定义是保持热力学函数的特征变量和除i以外的其他组分不变时，热力学函数对i物质的量求偏导。化学势的广义定义：多组分系统各热力学函数与组成有关写成全微分形式同理可证（2）化学势在多相平衡中的应用当系统达到平衡时现考察一个系统，有α和β两相，在定温、定压、W

7、’=0条件下，有dni的i物质从α相转移到β相：∴∵所以，多组分系统多相平衡的条件：温度，压力，化学势（3）化学势在化学平衡中的应用当反应达到平衡时，dG=0，于是举例dn2dn2dn反应的吉布斯自由能变反应达到平衡是化学平衡的条件正向反应自发进行逆向反应自发进行作业：p901、2、4vi表示物质的化学计量数对于一任意化学反应，则可归纳为(4)化学势与T和P的关系结论：对一单组分系统适用的公式也适用于多组分系统，只不过要把摩尔量转变为偏摩尔量。4、恒温时，B溶解于A中形成溶液，若VmB>VB纯B的摩尔体积大于溶液中B

8、的偏摩尔体积，则增加压力将使B在A中的溶解度如何变化？A增加，B减少，C不变，D不一定复习测试1、能否将偏摩尔体积Vi看作1mol物质在溶液中所占的体积？2、在一定T、P时，某物质的达平衡，则两相化学势有什么关系？若保持压力不变，升高温度，则两相化学势如何变化？若保持温度不变，升高压力，则两相化学势又将如何变化？§3.3气体物质的化学势（1）纯