溶液热力学基础word版本.ppt

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1、溶液热力学基础前言H2O的蒸汽压、两相的C2H5OH+H2O组分的分压力也会变化；溶液的液相的浓度（成分）会变化。4.上部，H2O的压力或分压力不同；5.（3）的上部C2H5OH+H2O两组分的成分与液相中两组分成分一般不同；6.液相吸收蒸汽会放热，析出蒸汽需吸热。溶液热力学研究溶液的热力学性质及溶液在加热（或放热）过程中状态的变化情况。（1）纯水（2）58%溴化锂水溶液（3）38度老白干5.1溶液、溶液的成分一.溶液1.溶液——由两种或两种以上的物质所组成的均匀、稳定的体系称为溶液。溶液分为：气态（体）溶液，如空气；液体溶液，如溴化锂水溶液；固态溶液，又称固溶体。2.溶剂与溶质——在液态溶

2、液（2）58%溴化锂水溶液中，能溶解其它物质的组分叫溶剂，被溶解的物质叫溶质。溶质可以是固体（如溴化锂）、液体（如乙醇）和气体（如氨气），溶剂一般为液体。3.溶液的“元”——“元”即表示组分多少的量词。两元溶液，如溴化锂－水溶液和氨－水溶液。一.溶液的成分组成溶液的各组分在溶液中所占的百分比。常见的有：质量分数、摩尔分数。5.1溶液、溶液的成分一.溶液的成分1.质量分数：（2）58%溴化锂水溶液式中：mi—第i种组分的质量；m—为溶液的总质量。质量分数也简称浓度。1.摩尔分数：式中：ni—第i种组分的摩尔数；n—为溶液的总摩尔数。为方便起见，混合气体的摩尔分数用符号yi表示，液体的摩尔分数x

3、i表示。（3）38度老白干5.2相、独立组分数、自由度和相率一.相体系内物理和化学性质完全均匀一致的部分称之为相。（2）58%溴化锂水溶液相与相之间有明显分界面。体系内相的数目用Φ表示。举例：空气，只有气相，Φ=1；湿饱和蒸汽，有液、汽两相，Φ=2。二.独立组分数平衡体系中独立存在的物质称为独立组分，其数目为独立组分数，用k表示。举例：冰水混合物，只有H2O一种组分，k=1；溴化锂水溶液，有LiBr和H2O，k=2。（2）58%溴化锂水溶液5.2相、独立组分数、自由度和相率三.自由度体系的自由度是指体系的独立可变因素。在一定范围内，这些因素的数值可以任意改变而不会引起相数目的改变；用f表示。

4、如：氧气氧气，f=2，如p和t，在一定范围内这两个量（因素）可以自由改变，但p、t、v三个量不能同时自由改变。f=体系最小不可同时改变的状态参数的数目-1四.相率体系处于平衡状态时，它的自由度f、相数Φ和组分数k之间存在如下关系：湿饱和蒸汽①氧气：k=1，Φ=1，f=2;有两个独立可变的因素——p、t，p、v或t、v。不会是p、t、v三个都独立可变，f≠3。5.2相、独立组分数、自由度和相率四.相率②湿饱和蒸汽：k=1，Φ=2，f=1;只有一个独立可变因素——p，或t，或v。ps=1atm的湿蒸汽；ps=0.9atm的湿蒸汽；ps=1atm、90℃的湿蒸汽？③单相溴化锂水溶液：k=2，Φ=1

5、，f=3;p、t、ξ都是可以独立改变的因素。④溴化锂水溶液-蒸汽两相平衡时：k=2，Φ=2，f=2;t、ξ与上部的蒸汽压是相对应的。溴化锂水溶液湿饱和蒸汽5.2相、独立组分数、自由度和相率四.相率溴化锂水溶液换一个角度，f是确定体系所处状态而需要的独立状态参数的数目。⑤单组分体系，k=1：当Φ=1时，f=2，如氧气；当Φ=2时，f=1，如湿蒸汽；稳定的大气，f=2。⑥两组分汽、液平衡体系：k=2，Φ=2，f=2确定处于汽、液平衡的二元溶液的状态，只需要知道两个独立的状态参数，其它状态参数就可随之而定。这两个状态参数可以是p、t、h和ξ中的任意两个参数。湿饱和蒸汽5.3理想溶液两组分体系的相图

6、一.溶液的相平衡溴化锂水溶液溶液在一定条件下，易挥发的组分经常自发地通过分界面从液相转移到气相，因而造成了蒸汽压；同时也有一些气态基本微粒从气相转移到液相，这样：①气相、液相之间的转移产生了质量和能量的交换；②在转移过程中，当两种转移的速度相等时，在系统中所有各部分的全部状态参数都保持不变，实现溶液的相平衡状态。“所有各部分”即每一部分，如液相部分、气相部分；也包括整体系统；相平衡是动态平衡；溶液的相平衡与纯物质的相平衡有相同之处，又有一定的差别——二者都是动态平衡，但溶液的液相在相变时成分也同时发生变化。湿饱和蒸汽5.3理想溶液两组分体系的相图一.溶液的相平衡溴化锂水溶液溶液两相之间的质量

7、与能量的交换：某一浓度的溶液，在不同的温度下形成对应不同蒸气压的相平衡；若溶液的液相被降温，则液相吸收上部蒸气；若压力较高的外部蒸气进入汽相中，则液相吸收上部蒸气；维持连续的吸气，则需要：①溶液降温，即取走热量；②浓度降到一定程度后的液相被抽走；③补充较高浓度的新溶液。湿饱和蒸汽单一组分的气、液两相之间质量与能量的连续交换：取热降温+凝液抽走。5.3理想溶液两组分体系的相图二.p-x图1.拉乌尔定律：在一定温