第五章 多组分系统热力学与相平衡ppt课件.ppt

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1、第五章多组分系统热力学与相平衡1目录(一)多组分系统热力学§5-1组成表示法§5-2拉乌尔定律和亨利定律§5-3理想液态混合物§5-4理想稀溶液中溶剂与溶质的化学势§5-5稀溶液的依数性§5-6活度及活度因子§5-7分配定律（二）相平衡21．掌握拉乌尔定律、亨利定律及其应用；2．掌握理想系统（理想液态混合物和理想稀溶液）和真实液态混合物中各组分化学势的表达式；3.了解稀溶液的依数性并能进行简单的计算；4．了解活度和活度因子的概念及简单计算；5.了解分配定律的热力学原理及应用基本要求3混合物：各组分选用

2、相同的标准态和相同的方法研究。溶液：区分为溶质、溶剂，选用不同标准态和研究方法。按聚集状态划分：g、l、s按规律性划分：理想混合物、理想稀溶液；真实混合物及溶液研究方法：理想真实多组分单相系统混合物气态混合物液态混合物固态混合物溶液固态溶液液态溶液非电解质溶液电解质溶液(第六章电化学)(相平衡)多组分多相系统4§5-1组成表示法对混合物和溶液，组成是确定其它状态函数的重要性质.①摩尔分数x或yxB(或yB)defnB/nBxB=1，yB=1②质量分数wBwBdefmB/mBwB=15

3、③物质B的物质的量浓度（表示溶液的组成）cBdefnB/V（单位？）④溶质B的质量摩尔浓度（表示溶液的组成）bBdefnB/mA依据定义可相互转换：6稀溶液中溶剂A的蒸气压等于同温度下纯溶剂的饱和蒸气压pA*与溶液中溶剂的摩尔分数xA的乘积。§5-2拉乌尔定律和亨利定律1.拉乌尔定律不同组成下的饱和蒸气压是混合物和溶液的重要性质。7拉乌尔定律适用条件：理想液态混合物任一组分和理想稀溶液的溶剂理想液态混合物：若液态混合物中任一组分在全部浓度范围内均符合拉乌尔定律，称为理想液态混合物.严格讲适用于理想稀溶液

4、：溶质相对含量趋近于零，溶剂的摩尔分数接近于1，即：xB→0，xA→1。注意：（1）适用于非电解质稀溶液中的溶剂；（2）不受溶质挥发与否的限制：溶质挥发→pA=溶剂在气相的分压；溶质不挥发→pA=溶剂的蒸气压。8（1）pA与溶质本身性质无关—溶质性质的差异对溶剂的挥发能力无影响；（2）pA与溶质浓度xB有关。例如两组分溶液：—-溶剂蒸气压下降的分数与溶质摩尔分数相等；拉乌尔定律的分析：pA=pA*·xA9pA*pB*AxBBppB=pB*xBpA=pA*xA(3)对两组分理想液态混合物：10一定温度和平

5、衡状态下，稀溶液中挥发性溶质B在气相中的平衡分压pB与其在溶液中的组成成正比。2.亨利定律11（1）适用于非电解质稀溶液中挥发性溶质。SO2H2OSO2SO32–HSO3–H2SO3注意：用不同浓度表示时，k不同，但pB只有一个：（2）严格讲适用于理想稀溶液中的挥发性溶质；例如:多种气体同时溶于一种溶剂形成稀溶液时,各气体均适用.适用条件12xA1，A适用拉乌尔定律B极稀时xB0，B适用亨利定律亨利定律式与拉乌尔定律式形式相似，但适用对象不同：♦拉乌尔定律适用于溶剂A,pA*为纯溶剂的本身性质—饱和

6、蒸气压；♦亨利定律适用于挥发性溶质B，比例系数kx,B不具有pB*的含义；与溶剂、溶质的性质均有关→使用亨利系数时指明溶剂♦两种比例系数均随温度而变，T↑→pA*↑,kx,B↑它们都仅适用于稀溶液：3.拉乌尔定律及亨利定律的微观解释4.拉乌尔定律与亨利定律的对比13例：二组分液态稀溶液xB1,pB服从拉乌尔定律.xB0,pB服从亨利定律.图5-2-1二组分液态完全互溶系统中组分的蒸气压与组成的关系p0xB1AB拉乌尔定律pB=pB*xB亨利定律pB=kx,BxBpB*T一定kx,BpA*kx,A14

7、任一组分在全部浓度范围内服从拉乌尔定律的混合物。pB=pB*·xB研究液态混合物的基础，为液态混合物的简化理论模型。§5-3理想液态混合物1.理想液态混合物的定义和特点注意区分：理想液态混合物与pg微观模型的区别。微观模型：①各组分的分子大小和物理性质相近；②各组分分子间作用力相同。152.理想液态混合物中任一组分的化学势16公式中μB(l)*=f(T,p*)使用不方便；液态混合物中组分B的标准态：温度T、压力pθ=100kPa时的纯液体。其化学势记为μBθ(l)1718恒T,p下由物质的量分别为nB,

8、nC…等多种纯液体相互混合，形成理想液态混合物过程中系统的四个重要性质V、H、S、G的变化。推导的出发点：根据液态混合物化学势μB=μB*+RTlnxB等函数关系推导。3.理想液态混合物的混合性质19①体积变化mixV＝nBVB+nCVC–(nBVm,B*+nCVm,C*)mixV＝020②焓变化mixH＝nBHB+nCHC–(nBHm,B*+nCHm,C*)Qp=mixH=0210＜xB＜1，0＜xC＜1S(系统)>0S(环境