物理化学全套配套课件第5版上下册傅献彩等 04章_多组分系统热力学.ppt

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1、物理化学电子教案——第四章p/PaRpghp=kxphx,BB服从Henry定律pPW纯B纯溶剂稀溶液*p=px*BBBAA实际曲线AxxB半透膜AB第四章多组分系统热力学及其在溶液中的应用§4.1引言§4.2多组分系统的组成表示法§4.3偏摩尔量§4.4化学势§4.5气体混合物中各组分的化学势§4.6稀溶液中的两个经验定律§4.7理想液态混合物§4.8理想稀溶液中任一组分的化学势§4.9稀溶液的依数性*§4.10Duhem-Margule公式第四章多组分系统热力学及其在溶液中的应用§4.11活

2、度与活度因子*§4.12渗透因子和超额函数§4.13分配定律——溶质在两互不相溶液相中的分配§4.1引言多组分系统两种或两种以上的物质（或称为组分）所形成的系统称为多组分系统。多组分系统可以是均相的，也可以是多相的。混合物（mixture）多组分均匀系统中，各组分均可选用相同的方法处理，有相同的标准态，遵守相同的经验定律，这种系统称为混合物。混合物有气相、液相和固相之分。溶液（solution）含有一种以上组分的液体相或固体相称之。溶液有液态溶液和固态溶液之分，但没有气态溶液。溶剂（solvent）和溶质

3、（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。如果都具有相同状态，则把含量多的一种称为溶剂，含量少的称为溶质。溶剂和溶质要用不同方法处理，他们的标准态、化学势的表示式不同，服从不同的经验定律。溶质有电解质和非电解质之分，本章主要讨论非电介质所形成的溶液。如果在溶液中含溶质很少，这种溶液称为稀溶液，常用符号“∞”表示。多种气体混合在一起，因混合非常均匀，称为气态混合物，而不作为气态溶液处理。§4.2多组分系统的组成表示法在均相的混合物中，任一组分B的浓度表示

4、法主要有如下几种：1.B的质量浓度2.B的质量分数3.B的浓度4.B的摩尔分数多组分系统的组成表示法1.B的质量浓度Bdefm(B)/VB即用B的质量m(B)除以混合物的体积V。3的单位是：kgmB多组分系统的组成表示法2.B的质量分数wBdefm(B)wBmAA即B的质量m(B)与混合物的质量之比。w的单位为1。B多组分系统的组成表示法3.B的浓度c（又称为B的物质的量浓度）BdefnBcBV即B的物质的量与混合物体积V的比值。c3B单位是molm3但常用单位是moldmcB[B]

5、多组分系统的组成表示法4.B的摩尔分数xBdefnBxBnAAB的物质的量与混合物总的物质的量之比称为溶质B的摩尔分数，又称为物质的量分数。摩尔分数的单位为1。气态混合物中摩尔分数常用y表示。B在溶液中，表示溶质浓度的方法有：（1）溶质B的质量摩尔浓度mBdefnBmbmBBBm(A)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。1质量摩尔浓度的单位是molkg。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。在溶液中，表示溶质浓度的方法有：（2）溶

6、质B的摩尔比rBdefnBrBnA溶质B的物质的量与溶剂A的物质的量之比。溶质B的摩尔比的单位是1。§4.3偏摩尔量偏摩尔量的定义偏摩尔量的加和公式*偏摩尔量的求法Gibbs-Duhem公式——系统中偏摩尔量之间的关系偏摩尔量多组分系统与单组分系统的差别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Vm,B*则2mol单组分B物质的体积为2Vm,B而1mol单组分B物质和1mol单组分C物质混合,得到的混合体积可能有两种情况：**(1)V1molVm,B1molVm,C形成了混

7、合物**(2)V1molVm,B1molVm,C形成了溶液偏摩尔量的定义在多组分系统中，每个热力学函数的变量就不止两个，还与组成系统各物的物质的量有关。设系统中有1,2,3,,k个组分。系统中任一容量性质Z（代表V，U，H，S，G等）除了与温度、压力有关外，还与各组分的数量有关，即ZZ(T,p,n,n,,n)12k如果温度、压力和组成有微小的变化，则系统中任一容量性质Z的变化为：偏摩尔量的定义ZZZdZdTdpdn1Tpnp,n1,n2,

8、n3,,nkT,n1,n2,n3,,nk1T,p,n2,n3,,nkZZdndn2knn2T,p,n1,n3,,nkkT,p,n1,n2,n3,,nk-1在等温、等压的条件下：ZZdZ()dn()dnnT,p,n2,,nk1nT,p,n1,n3,,nk212Z+()dnnT,p,n1,,nk-1kkkZ=()T,p,nC(CB)d