应用物理化学 第二章 溶液与相平衡ppt课件.ppt

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1、第二章溶液与相平衡本章重点、难点拉乌尔定律、亨利定律的理解与应用理想溶液的相关概念与计算相图的分析与应用第二章溶液与相平衡第一节溶液组成的表示方法溶剂和溶质如果气体或固体溶解在液体中，则气体或固体为溶质（被溶解的物质）、液体为溶剂（溶解溶质的物质）；如果液体溶解在液体中，则量少的为溶质、量多的为溶剂。气体、固体液体溶质溶剂液体（量少）液体（量多）Solute,BSolvent,AB的浓度（CB，molarity）：B的物质的量（mol）除以溶液的体积（L,m3），单位mol.L-1，mol.m-3。溶质B的质量摩尔浓度（bB，molal

2、ity）：溶液中溶质B的物质的量除以溶剂的质量，单位mol.Kg-1、mol.g-1。B的物质的量分数或摩尔分数（xB,yB,molefraction）：B的物质的量与溶液物质的量之比。4.B的质量分数（WB,massfraction）：B的质量与溶液质量之比。注意：ppm为非国际单位，表示每一百万份（质量）溶液中B所占的份（质量）数。20℃时，将50g乙醇溶于450g水中形成密度为981.9kg.m-3的溶液。计算：乙醇的浓度；乙醇的质量摩尔浓度；乙醇的物质的量分数；乙醇的质量分数解：W(乙醇）=50/（50+450）*100%=10

3、%第二节溶液中的基本定律一、拉乌尔定律（Raoult’sLaw）定义：在一定温度一定压力下的稀溶液中，溶剂A的蒸气压pA等于纯溶剂的饱和蒸气压pA*乘以溶剂的物质的量的分数xA，即pA=pA*xA。当溶液只由溶剂A和溶质B组成，由于xA=1-xB，则拉乌尔定律也可写成：pA=pA*(1-xB)，即拉乌尔定律也可表示为：溶剂蒸气压的降低值与纯溶剂蒸气压之比等于溶质的摩尔分数。ABxB→1pA说明：1、只适应于稀溶液(溶剂的摩尔分数接近于1)；2、与溶质的种类无关。一、拉乌尔定律（Raoult’sLaw）二、亨利定律（Henry’sLaw）

4、定义：在一定温度和平衡状态下，气体B在液体中的溶解度xB（用物质的量分数表示）和该气体的平衡压力pB成正比。pB=kxBk——亨利常数，决定于温度、溶质和溶剂的性质；与压力和浓度的单位有关。适用于稀溶液和低压气体日常现象：开启易拉罐后，压力减小，CO2气体的溶解度随之减小，从液体中释放出来。二、亨利定律（Henry’sLaw）当溶液很稀时，MA和WA分别为溶剂的摩尔质量和质量，而nB/WA相当于1kg溶剂中所溶解溶质（B）的物质的量，即为质量摩尔浓度“bB”，作出上述近似处理后，上式可改写成二、亨利定律（Henry’sLaw）说明：kB

5、是一比例常数，具有压力单位，一般情况下不等于pB*，kBpB*。对于混合气体，在总压不大时，亨利定律分别适用于每一种气体。式中p为该气体的分压。溶液浓度愈稀，对亨利定律符合得愈好。对气体溶质，升高温度或降低压力，降低了溶解度，能更好服从亨利定律。溶质在气相和溶液中的分子状态必须是相同的。如氯化氢溶于苯或CHCl3中，在气相和液相里都是呈HCl的分子状态，所以服从亨利定律。但如果氯化氢溶在水里，在气相中是HCl分子，在液相中则为H+和Cl-，这时亨利定律就不适用。拉乌尔定律与亨利定律的对比适用对象不同，拉乌尔定律是指稀溶液中溶剂的蒸气压

6、。亨利定律是指稀溶液中挥发性溶质在气相中的平衡分压。拉乌尔定律中的比例常数是纯溶剂的饱和蒸气压，而亨利定律中的比例常数k则与溶质和溶剂的性质有关，其数值需通过实验来确定。对于稀溶液，溶质符合亨利定律，则溶剂必然符合拉乌尔定律，反之亦然，所以：p总=pA+pB=PA*xA+kxB。二、亨利定律（Henry’sLaw）例：97℃质量分数3%的乙醇水溶液蒸气的总压1atm。已知纯水的蒸气压0.901atm，试计算在乙醇的摩尔分数为0.02的水溶液水和乙醇的蒸气压。二、亨利定律（Henry’sLaw）三、理想溶液定义：在一定温度和压力下，溶液中

7、的任一组分在全部组成范围内都服从拉乌尔定律，称为理想溶液。例：同位素化合物12CH3I和13CH3I的混合系同系物C6H6和C6H5CH3的混合系Fe-Cr、Nd-Pr、Fe2SiO4–Mn2SiO4等体系宏观特征：构成溶液时无热效应，mixH=0构成溶液时无体积变化，mixV=0微观特征:分子间的相互作用力相等，fA-B=fA-A=fB-B分子的距离相等。三、理想溶液四、理想稀溶液1.定义一定温度和压力下，在一定的浓度范围内，溶剂和溶质分别遵守拉乌尔定律和亨利定律的无限稀释的溶液称为理想稀溶液。理想稀溶液和稀的理想溶液是完全不同的

8、概念，两者在热力学上的处理是不同的。前者的溶剂遵守拉乌尔定律，溶质遵守亨利定律；后者的溶剂和溶质都遵守拉乌尔定律；通常，可以把较稀的溶液近似看作理想稀溶液。对二元理想稀溶液A-B有四、理想稀溶液例1：苯（A