多组分系统热力学ppt课件.ppt

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1、多组分系统热力学第三章3.1基本概念和组成表示法溶液（solution）两种或两种以上物质以分子、原子或离子的形式均匀分散形成的系统称为溶液。气态溶液（气体混合物）液态溶液固态溶液（合金）非电解质溶液电解质溶液溶液3.1.1基本概念★大气本身就是一种气体溶液，固体溶液混合物常称固溶体，如合金。一般溶液只是专指液体溶液。读法：一般读作“某某（溶质）的某（溶剂）溶液”，如酒精可读作“乙醇的水溶液”说明：如果溶剂是水，可以简称为某溶液。如“乙醇的水溶液”可以叫做乙醇溶液如果两种液体互溶，有水则以水为溶剂，否则以质量大的为溶剂3.1基本概念和组成表示法特点：多组分均

2、相，组成可在一定范围内变化。3.1基本概念和组成表示法溶剂（solvent）和溶质（solute）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。3.1基本概念和组成表示法对于溶液，常用的组成表示方法有如下几种：1.摩尔分数2.质量分数3.物质的量浓度4.质量摩尔浓度3.1基本概念和组成表示法（1）摩尔分数(molefraction)任意组分B的物质的量与溶液中总的物质的量之比称为组分B的摩尔分数。摩尔分数是纯数，没有单位，3.1基本概念和组成表示法（2）质量分数w（m

3、assfraction）任意组分B的质量与溶液总质量之比称为组分B的质量分数，质量分数是纯数，没有单位，3.1基本概念和组成表示法(3)物质的量浓度c任意组分B的物质的量nB与溶液总体积V之比称为组分B的物质的量浓度，单位是molm-3，但常用单位是。。3.1基本概念和组成表示法(4)质量摩尔浓度b组分B的物质的量与溶剂A的质量之比称为组分B的质量摩尔浓度，单位是。这个表示方法的优点是可以用准确的称重法来配制溶液，不受温度影响，电化学中用的很多。3.1基本概念和组成表示法注：(1)各种浓度的换算：选合适量的溶液例：某H2SO4(B)溶液wB=5%，则mol

4、.kg-1(2)在很稀的浓度范围内，以上各量成正比。3.1基本概念和组成表示法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，F，G等是广度性质，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：摩尔体积摩尔内能单组分体系的摩尔热力学函数值摩尔焓摩尔熵摩尔亥姆霍兹函数摩尔吉布斯函数这些摩尔热力学函数值都是强度性质。单组分体系的摩尔热力学函数值3.2偏摩尔量3.2.1概念的引出恒温、恒压下混合后，混合物的体积不等于混合前纯组分体积之和：结果？原因：wB%VA*/cm3VB*/cm3(VA*+VB*)/cm3

5、V/cm34050.6860.24110.92106.936076.0240.16116.18112.2280101.3620.08121.44118.56例如：C2H5OH(B)和H2O(A)混合时的体积变化①水分子之间、乙醇分子之间和水分子与乙醇分子之间的分子间相互作用不同；②水分子与乙醇分子体积及形状不同。3.2偏摩尔量偏摩尔量①系统广度量X为温度T、压力p及系统各组分物质的量nB、nC、nD、…等的函数：对所有广度量X均存在同样的结果:3.2偏摩尔量全微分形式：压力及混合物中各组分的物质的量均不变时，系统广度量X随温度的变化率温度及混合物中各组分的物

6、质的量均不变时，系统广度量X随压力的变化率；温度、压力及除了组分B以外其余各组分的物质的量均不变时，组分B的物质的量发生了微小的变化引起系统广度量X随组分B的物质的量的变化率。恒温、恒压下，在足够大量的某一定组成的混合物中加入单位物质的量的组分B时所引起系统广度量X的增量或组分B偏摩尔量3.2偏摩尔量偏摩尔量：在温度、压力及除了组分B以外其余各组分的物质的量均不改变时，广度量X随组分B的物质的量nB的变化率XB称为组分B的偏摩尔量。3.2偏摩尔量说明:①只有均相系统的广度性质才有偏摩尔量偏摩尔量是系统的强度性质②偏摩尔量与系统的温度,压力及各组分的组成有关,

7、与系统内物质的总量无关.③偏微分必须是等温等压的条件④对纯物质的均相系统,偏摩尔量即为物质的摩尔量.3.2偏摩尔量偏摩尔量的测定法一定温度、压力下，向物质的量为nc的液体组分C中，不断地加入组分B测量加入不同nB时，混合物的体积VV－nB作图3.2偏摩尔量过曲线上任一点作曲线的切线，此切线的斜率即为：组分C在此组成下的偏摩尔体积Vc偏摩尔体积求算法示意图3.2偏摩尔量偏摩尔量的物理意义:VxBnB在指定状态下,在等温、等压、其它组分的量都不变的条件下（即浓度不变），系统广度性质（如V）随nB的变化率。3.2偏摩尔量偏摩尔体积偏摩尔热力学能偏摩尔焓3.2偏摩尔

8、量偏摩尔熵偏摩尔亥姆霍兹函数偏摩尔吉布斯函数3.2偏