物理化学核心教程04多组分系统热力学ppt课件.ppt

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1、物理化学核心教程电子教案第4章多组分系统热力学纯B实际曲线服从Henry定律纯溶剂稀溶液半透膜第4章多组分系统热力学4.1多组分系统的组成表示法4.2偏摩尔量4.3化学势4.5气体及其混合物中各组分的化学势4.4稀溶液的两个经验定律4.6液态混合物及稀溶液的化学势4.8稀溶液的依数性4.7相对活度的概念4.1多组分系统的组成表示法1.混合物和溶液2.多组分系统的组成表示法4.1.1混合物和溶液多组分单相封闭系统，是由两种或两种以上物质以分子大小的微粒相互均匀混在一起所形成的均相系统。多组分系统可以是气相、液相或固相。为了在热力学上讨论或处理问题方便起见，把多组分

2、系统分为两大类：一类是混合物，另一类是溶液。4.1.1混合物和溶液什么是混合物？系统中任一组分在热力学上可用相同方法处理，有相同的标准态，相同的化学势表示式。形成混合物的各组分的性质相似，纯组分与另外组分的分子之间的作用能几乎相等。混合物有液态、固态和气态三种形式。混合物有理想的和非理想的之分，理想混合物是各组分完全符合Raoult定律，形成时没有热效应，总体积等于各纯组分体积的加和。非理想混合物，对Raoult定律发生偏差，需要对其浓度进行修正，用活度代替浓度。4.1.1混合物和溶液什么是溶液？系统中各组分在热力学上有不同的处理方法，有不同的标准态，不同的化学

3、势表示式，分别服从不同的经验规律。溶液有固态溶液和液态溶液，但无气态溶液。溶液有稀和浓之分，本章主要讨论稀溶液。稀溶液也有理想的和非理想的之分。理想稀溶液是指溶剂完全符合Raoult定律，溶质完全符合Henry定律。非理想稀溶液是指溶剂对Raoult定律发生偏差，溶质对Henry定律发生偏差，溶剂和溶质的浓度都要用它们对应的活度代替。4.1.1混合物和溶液什么是溶剂和溶质？溶剂（solvent）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。如果组成溶液的物质都是液态，则把含量多的一种称为溶剂，含量少的称为溶质。将溶于溶剂的气态或固态物质称为溶质溶质（s

4、olute）4.1.2多组分系统的组成表示法这些也都适用于液态混合物和固态混合物。在第1章中已经学到气态混合物的组成表示法，较常用的有（1）组分B的摩尔分数（2）组分B的质量分数4.1.2多组分系统的组成表示法1.混合物中任一组分B的物质的量浓度溶质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。物质的量浓度的单位或该浓度的符号可表示为如在定温下，或体积不变，或精确度要求不高，混合物的体积可以用溶液的体积代替，则该定义式也可作溶液中溶质B的物质的量浓度的表示式。4.1.2多组分系统的组成表示法2.溶质B的质量摩尔浓度溶质B的物质的量与

5、溶剂A的质量的比值称为溶质B的质量摩尔浓度。质量摩尔浓度的单位因质量摩尔浓度不受温度的影响,可以精确地用称量法配制，故在电化学中用得较多。或4.2偏摩尔量1.单组分与多组分系统的区别2.偏摩尔量的定义3.偏摩尔量的加和公式4.2.1单组分与多组分系统的区别单组分系统的广度性质具有加和性若1mol单组分B物质的体积为则2mol单组分B物质的体积为得到的混合体积可能有两种情况：形成了混合物形成了溶液将单组分E物质和单组分F物质混合，4.2.2偏摩尔量的定义多组分系统的广度性质是温度、压力和组成的函数4.2.2偏摩尔量的定义在等温、等压条件下在等温、等压条件下，保持除

6、B以外的其余组分不变，改变B物质的量所引起广度性质X的变化率。4.2.2偏摩尔量的定义偏摩尔量定义称为物质B的某种广度性质X的偏摩尔量。物质B的偏摩尔量是指：在等温、等压条件下，保持除B以外的其余组分不变，系统的广度性质X随组分B的物质的量的变化率。4.2.2偏摩尔量的定义多组分系统常用广度性质偏摩尔量的定义4.2.2偏摩尔量的定义使用偏摩尔量时应该注意：只有广度性质才有偏摩尔量，强度性质就没有。偏微分的下标都是：等温、等压、保持除B以外的其他组分的量不变。偏摩尔量与摩尔量一样，都是系统的强度性质。任意一个广度性质的全微分式为4.2.2偏摩尔量的定义保持温度和压

7、力不变，得等温、等压下，保持系统各物质的比例不变，同时加入各物质，直至各物的量分别为这就是偏摩尔量的加和公式，也称为集合公式4.2.3偏摩尔量的加和公式偏摩尔量的加和公式偏摩尔量的加和公式揭示了多组分系统中各个广度性质的总值与各组分的偏摩尔量之间的关系对于二组分系统，其广度性质体积的总值就等于：这加和公式表明了系统的各个广度性质的总值等于各组分的偏摩尔量与其物质的量的乘积之和4.2.3偏摩尔量的加和公式用偏摩尔量的加和公式，求系统的广度性质4.3化学势1.多组分系统的热力学公式2.化学势的定义3.化学势与温度和压力的关系4.3.1多组分系统的热力学公式多组分系统

8、各热力学函数与组成有关写