第三章化学势.ppt

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1、物理化学PhysicalChemistry生命与环境科学学院夏金虹欢迎你化学势第三章（4学时）主要内容3.1偏摩尔量3.2化学势3.3气体物质的化学势3.5理想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非理想溶液多组分系统中物质的化学势3.4理想液态混合物中物质的化学势目的和要求：1、掌握偏摩尔量和化学势的概念、领会化学势在相变化及化学反应中的应用。2、熟悉理想气体混合物组分中某组分的化学势与该组分压力的关系，以及标准态的概念。重点与难点：1、理解理想溶液、稀溶液、逸度、活度、标准态等概念，应用热力学原理处理溶液的问题及方法。2、不

2、同系统中化学势的表示方法。3、拉乌尔定律、亨利定律及应用无论何种系统，质量总是具有加合性，而其它容量性质除纯物质或理想溶液具有加合性外，一般不具有加合性，如：这时用纯物质的物质的量概念，显然不行，这时应使用偏摩尔量的概念。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偏摩尔量摩尔焓（molarenthalpy）摩尔熵（molarentropy）摩尔

3、Helmholz自由能（molarHelmholzfreeenergy）摩尔Gibbs自由能（molarGibbsfreeenergy）这些摩尔热力学函数值都是强度性质。在多组分体系中，每个热力学函数的变量就不止两个，还与组成体系各物的物质的量有关。设X代表V，U，H，S，A，G等容量性质，则对多组分体系偏摩尔量XB的定义为：Xi称为物质B的某种容量性质X的偏摩尔量（partialmolarquantity）。3.1.1偏摩尔量的定义使用偏摩尔量时应注意：1.偏摩尔量的含义是：在等温、等压、保持i物质以外的所有组分的物质的量不变的条件下，改变所引起

4、容量性质X的变化值，或在等温、等压条件下，在大量的定组成体系中加入单位物质的量的i物质所引起容量性质X的变化值。2.只有容量性质才有偏摩尔量，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。指出下列各量哪些是偏摩尔量练习3.1.2偏摩尔量的集合公式设一个均相体系由A、B、、k个组分组成，则体系任一容量性质X应是T，p及各组分物质的量的函数，即：在定温、定压条件下：按偏摩尔量定义在保持偏摩尔量不变的情况下，对上式积分则这就是偏摩尔量的集合公式，说明体系的总的容量性质等于各组分偏摩尔量的加和。例如：体系

5、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：写成一般式有：P90习题2有一水和乙醇形成的均相混合物，水的物质的量分数为0.4，乙醇的偏摩尔体积为57.7cm3·mol-1，混合物的密度为0.8494g·cm-3。试计算此混合物中水的偏摩尔体积。已知：求：V水=？解：溶液的体积§3.2化学势3.2.1化学势的定义保持特征变量和除i以外其它组分不变，某热力学函数随其物质的量的变化率称为化学势。广义定义：狭义定义：保持温度、压力和除B以外的其它组分不变，体系的Gibbs自由能随的变化率称为化学势，所以化学势就是偏摩尔Gibbs自由能。

6、化学势在判断相变和化学变化的方向和限度方面有重要作用。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。例如：吉布斯自由能其全微分同理：即：由热力学基本公式得：3.2.2化学势在多相平衡中的应用系统吉布斯自由能变化为：设某组分系统由α、β两相组成。定温定压下，从α相中有dni的i组分自动转移到β相中平衡时dG=0多组分系统多相平衡的条件为：系统中各组分的温度、压力相同、各物质在各相中的化学势也相等。这就是说，自发过程是物质从化学势较高的相向化学势较低的相转移。化学势的高低决定物质在相变化过程中的转移方向和限度定

7、温定压下平衡时dG=03.2.3化学势在化学平衡中的应用任意化学反应：§3.3气体物质的化学势纯组分理想气体化学势气体混合物中各组分的化学势实际气体化学势3.3.1纯组分理想气体的化学势只有一种理想气体这是理想气体化学势的表达式。化学势是T，p的函数。μ是温度为T，压力为标准压力时理想气体的化学势，这个状态就是气体的标准态。对理想气体混合物来说，其中某种气体的行为与该气体单独长有混合气体总体积时的行为相同。所以理想气体混合物中某气体的化学势表示法与该气体在纯态时的化学势表示法相同。气体混合物中某一种气体B的化学势这个式子也可看作理想气体混合物的定

8、义。将道尔顿分压定律代入上式，得：是纯气体B在指定T，p时的化学势，显然这不是标准态。3.3.2理想气体混合物中各组分的化