物理化学04多组分系统热力学ppt课件.ppt

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1、第四章多组分系统热力学§4-1多组分系统概述§4-2稀溶液的两个经验定律§4-3偏摩尔量§4-4化学势§4-5理想气体的化学势§4-6理想液态混合物§4-7理想稀溶液§4-8稀溶液的依数性§4-9*真实气体的逸度与真实液态系统的活度本章基本要求了解混合物与溶液的区别，掌握各种组成表示之间的换算。理解拉乌尔定律、亨利定律，掌握其有关计算。了解稀溶液的依数性，掌握其有关计算并理解其应用。理解偏摩尔量及化学势的概念,了解化学势判别式的使用。理解理想液态混合物的定义，理解混合性质。了解理想气体、理想液态混合物、理想稀溶液中各组分化学势的表达式。*理解逸度的定义，了解逸度的计

2、算。*理解活度及活度系数的概念。了解真实理想液态混合物、真实溶液中各组分化学势的表达式。§4-1多组分系统概述一、混合物和溶液二、系统组成的表示方法多组分系统：由两种或两种以上物质组成单相的或是多相的一、混合物和溶液Mixturesandsolutions1.混合物：对均匀系统中的各组分(B,C,D···)均用同样的标准态和同样的方法加以研究的多组分均相系统2.溶液：区分均匀系统中的组分为溶剂(A)和溶质(B)，对溶剂、溶质用不同的标准态和不同的方法加以研究的多组分均相系统二、系统组成的表示方法Expressionofcompositions1、摩尔分数：2、质量分

3、数：3、物质的量的浓度：cB与xB的关系：单位：molL-14、质量摩尔浓度：bB与xB的关系：单位：molkg-1§4-2稀溶液的两个经验定律实验证明：某温度下，非电解质稀溶液处于液—气平衡时，液相组成与气相分压存在着一定的规律一、拉乌尔定律溶剂A二、亨利定律溶质B一、拉乌尔定律Raoultlaw稀溶液中溶剂的蒸气分压pA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*(xA1)1.Raoult定律适用于稀溶液，与溶质是否挥发无关说明溶质是非挥发性物质，pA溶液的蒸气压溶质是挥发性物质，pA溶剂在气相中的分压2.Raoult定律还

4、可表示为：溶剂的蒸气压下降ΔpA等于同温度下纯溶剂的饱和蒸气压pA*与溶液中溶质的摩尔分数xB的乘积即：ΔpA=(pA–pA)=pAxB(xB→0)**3.溶质的摩尔分数xB=?yB=?二、亨利定律Henrylaw在一定温度和平衡态下稀溶液中溶质(B)在气相中的分压(pB)与其在溶液中的摩尔分数(xB)成正比pB=kx,BxBkx，B—亨利常数，值与温度、溶剂、溶质有关单位：Pa1.Henry定律的其它表示说明pB=kc,BcBpB=kb,BbB亨利常数k的值不同，单位也不同2.亨利常数k=f(T、溶剂、溶质)单位：kx，B—Pakc，B—Pamol-1Lkb，

5、B—Pamol-1kg3.Raoult定律与亨利定律的关系：稀溶液：溶质亨利定律　溶剂拉乌尔定律理想液态混合物：全部浓度范围内拉乌尔定律如：气体溶于溶剂中形成稀溶液遵循Henry定律4.应用Raoult定律和Henry定律时：物质在气、液两相中的分子形态必须相同如：CO2溶于H2O中溶质不包括H2CO3例：97.11C时，在乙醇的质量分数为w=3％的乙醇水溶液上，蒸气的总压为101.325kPa。已知在此温度下纯水的蒸气压为91.3kPa。试计算在乙醇的摩尔分数为x=0.02的水溶液上水和乙醇的蒸气分压。例：40C水的饱和蒸气压为7.376kPa。今在

6、100g水中溶解了5g葡萄糖(C6H12O6)，求此葡萄糖水溶液中水的饱和蒸气压。§4-3偏摩尔量一、偏摩尔量的定义二、偏摩尔量的集合公式一、偏摩尔量的定义多组分系统中：广延性质　　X=f(T、p、nB、nC……)恒温恒压及某浓度下，某广延性质X随nB的变化率偏摩尔量：说明(1)只有广延性质(如V，U，H，S，A，G等)才有偏摩尔量(2)只有恒温恒压下系统的广度量随某一组分物质的量的变化量才称为偏摩尔量(3)偏摩尔量是强度性质(4)热力学函数关系式对偏摩尔量同样成立HB=UB+pVB(GB/p)T,nc=VB二、偏摩尔量的集合公式在恒温恒压条件下恒温恒压下，偏摩

7、尔量XB还与混合物的组成(浓度)有关，在积分上式时，若按混合物原有的组成比例，每次微量地加入组分B、C…以形成组成不变的混合物，故XB、XC…为定值，则：在某温度、压力和某浓度下，系统的广延性质X等于系统中各组分在该浓度下的偏摩尔量XB与其物质的量nB的乘积之和§4-4化学势一、化学势的定义二、多组分系统热力学基本关系式三、化学势判据一、化学势的定义化学势为偏摩尔吉布斯函数二、多组分系统热力学基本关系式G=f(T、p、nB、nC、nD……)dG=–SdT+Vdp+BdnB适用于：组成改变的封闭系统，也适用于开放系统dU=TdS–pdV+BdnBdH=Td