物理化学电子教案—第四章.ppt

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1、物理化学电子教案—第四章气态溶液固态溶液液态溶液非电解质溶液正规溶液2021/7/30第四章溶液4.1引言4.2溶液组成的表示法4.3偏摩尔量与化学势4.4稀溶液中的两个经验定律4.5混合气体中各组分的化学势4.6液体混合物4.7稀溶液中各组分的化学势4.8稀溶液的依数性4.9Duhem-Margules公式4.10非理想溶液4.11分配定律2021/7/30§4.1引言多组分系统：两种或两种以上物质(或称为组分)所形成的系统称为多组分系统。多组分系统可以是单相系统，也可以是多相系统。本章主要讨论单相系统。单相系统也称为均相系统。人们把多

2、组分系统分成混合物和溶液两部分，并使用不同的方法进行研究。2021/7/30§4.1引言混合物（mixture）多组分均匀体系中，溶剂和溶质不加区分，各组分均可选用相同的标准态，使用相同的经验定律，这种体系称为混合物，也可分为气态混合物、液态混合物和固态混合物。2021/7/30§4.1引言溶液（solution）在多组分均匀体系中，通常将含量多者称为溶剂，含量少者称为溶质。在热力学上将溶剂与溶质按不同的方法来处理。溶液以物态可分为气态溶液、固态溶液和液态溶液。根据溶液中溶质的导电性又可分为电解质溶液和非电解质溶液。本章主要讨论液态的非电

3、解质溶液。2021/7/30§4.2多组分系统组成的表示法在液态的非电解质溶液中，溶质B的浓度表示法主要有如下四种：1.物质的量分数2.质量摩尔浓度3.物质的量浓度4.质量分数2021/7/30§4.2多组分系统组成的表示法1.物质的量分数(molefraction)溶质B的物质的量与溶液中总的物质的量之比称为溶质B的物质的量分数，又称为摩尔分数，单位为1。2021/7/30§4.2多组分系统组成的表示法2.质量摩尔浓度mB（molality）溶质B的物质的量与溶剂A的质量之比称为溶质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

4、确的称重法来配制溶液，不受温度影响，电化学中用的很多。2021/7/30§4.2多组分系统组成的表示法3.物质的量浓度cB（molarity）溶质B的物质的量与溶液体积V的比值称为溶质B的物质的量浓度，或称为溶质B的浓度，单位是，但常用单位是。2021/7/30§4.2多组分系统组成的表示法4.质量分数wB（massfraction）溶质B的质量与溶液总质量之比称为溶质B的质量分数，单位为1。2021/7/30§4.3偏摩尔量一.单组分体系的摩尔热力学函数值二.多组分体系的偏摩尔热力学函数值三.偏摩尔量的集合公式五.Gibbs-Duhem

5、公式四.偏摩尔量的求法六.偏摩尔量间的函数关系2021/7/30一.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等是广度性质，与T，p和物质的量有关。设由物质B组成的单组分体系的物质的量为，则在定温定压下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）2021/7/30一.单组分体系的摩尔热力学函数值摩尔焓（molarenthalpy）摩尔熵（molarentropy）摩尔Helmholz自由能（molarHelmholzfreeen

6、ergy）摩尔Gibbs自由能（molarGibbsfreeenergy）这些摩尔热力学函数值都是强度性质。2021/7/30二.多组分体系的偏摩尔热力学函数值20℃、常压下当0.5mol水与0.5mol乙醇混合时，V=37.2cm3即理想混合物某广延量为X=nA＋nB真实混合物系统：问题的提出分子结构不同或分子间的相互作用力是产生差别的原因2021/7/30二.多组分体系的偏摩尔热力学函数值若系统发生一微小的变化，则在多组分体系中，每个热力学函数的变量除了T和p外，还与组成该体系各物质的物质的量有关。设Z代表V，U，H，S，A，G等广度

7、性质，则对多组分体系2021/7/30二.多组分体系的偏摩尔热力学函数值ZB称为物质B的某种容量性质Z的偏摩尔量（partialmolarquantity）。对物质B，或第三项偏微分表示温度、压力及除组分B外其它组分物质的量不变的条件下，仅由于组分B的物质的量发生微小变化引起的系统的广延量Z的变化率。2021/7/30二.多组分体系的偏摩尔热力学函数值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B物质以外的所有组分的物质的量不变的条件下，改变所引起混合体系广度性质Z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

8、单位物质的量的B物质所引起广度性质Z的变化值。2.只有广度性质才有偏摩尔量，而偏摩尔量本身是强度性质。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。5.偏摩尔量可