材料热力学第四章-2液态混合物和溶液组分的化学势.ppt

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1、1写出理想气体化学势表示式纯物质μ=理想混合气体中B的分压为pB,其化学势μB=2.什么状态是纯物质的标准状态复习§4-4液态混合物和溶液组分的化学势21.纯理想气体B的化学势μΒ(g)=μΒ(g,T)+RTln(pB/p)混合理想气体中组分B的化学势是纯理想气体B在温度为T,压力为p时标准状态的化学势。2.μ(l)和μ(s)分别是纯液体和纯固体在温度T及标准压力p时的化学势。3液态混合物理想液态混合物真实液态混合物溶液理想稀溶液真实溶液按各组分分子大小和分子间作用力的不同,4一、理想液态混合物中任一组分的化学势1、理想液态混合

2、物的微观特征(1)理想液态混合物中各组分间的分子间作用力与各组分在混合前纯组分的分子间作用力相同,可表示为:fAA=fBB=fAB(2)理想液态混合物中各组分的分子体积大小几乎相同,可表示为:VA=VB52、用拉乌尔定律定义理想液态混合物:任一组分B在全部组成范围内(xB=0xB=1)都严格遵守拉乌尔定律,即pB=pB*xB的混合物称为理想液态混合物。63、任一组分B的化学势:T、p建立气液平衡,设理想液态混合物中含有k种组分.glxByBμΒ(l)μΒ(g)B(mix,T,p,xC)B(g,T,p,yC)xCyC7μΒ(g)=μΒ(g

3、,T)+RTln(pB/p)μΒ(mix,T,p,xC)=μΒ(g,T,p,yC)μΒ(l)=μΒ(g)由相平衡条件,得设蒸气为理想混合气体对理想液态混合物,再由拉乌尔定律,pB=pB*xB①②③8令μΒ*(l,T,p)=μΒ(g,T)+RTln(pB*/p)则μΒ(l)=μΒ*(l,T,p)+RTlnxBμΒ(g)=μΒ(g,T)+RTln(pB*xB/p)=μΒ(g,T)+RTln(pB*/p)+RTlnxB为纯液体B在T、p下的化学势②③代入①,得9所以μΒ(l)=μΒ(mix,T,p,xC)=μΒ(l,T)+RTln

4、xB当pp时,μΒ*(l,T,p)=μΒ(l,T,p)=μΒ(l,T)因纯液体μΒ*(l,T,p)=μΒ(l,T,p)+10简化为μΒ(l)=μΒ(l)+RTlnxB(0

5、压下混合成理想液态混合物时,有(1)混合前后无体积效应,即mixV=0;(2)无混合热效应,即mixH=0;(3)混合过程为熵增大的过程,即mixS>0;(4)混合过程可自发进行,是吉布斯函数减少的过程,即mixG<0。13三、理想稀溶液中组分的化学势理想稀溶液的定义:溶剂A遵守拉乌尔定律,溶质B遵守亨利定律的稀薄溶液称为理想稀溶液。1、溶剂的化学势因为溶剂遵守拉乌尔定律,故其化学势的表达式与理想液态混合物中任一组分的化学势的式子相似。即14溶剂A化学势的标准态:T、p下的纯液体A(真实态)。μA(l)=μA(l)+RTlnxA

6、(xA1)15T、pglxByBμΒ(l)μΒ(g)B(l,T,p)B(g,T,p)2、溶质的化学势(1)组成用xB表示:16理想稀溶液,溶质B遵守亨利定律pB=kx,BxB(xB0严格成立)μΒ(l)=μΒ(g)由相平衡条件,得μΒ(g)=μΒ(g,T)+RTln(pB/p)设蒸气为理想气体①②③②③代入①,得17μΒ(l)=μΒ(g,T)+RTln(kx,B/p)+RTlnxB+RTlnxB18上式为理想稀溶液中溶质B的组成用xB表示时B的化学势。其中为标准态化学势。该标准态为在T、p下,xB=1仍遵守亨利定律时纯溶质B的

7、状态。这是一种假想态。190xB1p蓝虚线:按亨利定律计算蒸气压-组成曲线黑实线:实验测蒸气压-组成曲线纯B状态(实际)标准状态pB=kx,BxB20理想稀溶液,溶质B遵守亨利定律(xB0严格成立)pB=k[%],B[%B]pB=kx,BxBpB=kb,BbB21溶质组成用[%B]表示时溶质B的化学势重推一个μΒ(l)=μΒ(g)由相平衡条件,得设蒸气为理想气体pB=k[%],B[%B]([%B]0严格成立)①②③22μΒ(l)=μΒ(g,T)+RTln(k[%],B[%B]/p)=μΒ(g,T)+RTln(k[%],B/p)+

8、RTln[%B]②③代入①,得23所以*为用百倍质量分数表示溶质组成时,溶质B的化学势。B,[%](l,T)为标准化学势,其标准态即T、p下,[%B]=1且仍遵守亨利定律时

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1、1写出理想气体化学势表示式纯物质μ=理想混合气体中B的分压为pB,其化学势μB=2.什么状态是纯物质的标准状态复习§4-4液态混合物和溶液组分的化学势21.纯理想气体B的化学势μΒ(g)=μΒ(g,T)+RTln(pB/p)混合理想气体中组分B的化学势是纯理想气体B在温度为T,压力为p时标准状态的化学势。2.μ(l)和μ(s)分别是纯液体和纯固体在温度T及标准压力p时的化学势。3液态混合物理想液态混合物真实液态混合物溶液理想稀溶液真实溶液按各组分分子大小和分子间作用力的不同,4一、理想液态混合物中任一组分的化学势1、理想液态混合

2、物的微观特征(1)理想液态混合物中各组分间的分子间作用力与各组分在混合前纯组分的分子间作用力相同,可表示为:fAA=fBB=fAB(2)理想液态混合物中各组分的分子体积大小几乎相同,可表示为:VA=VB52、用拉乌尔定律定义理想液态混合物:任一组分B在全部组成范围内(xB=0xB=1)都严格遵守拉乌尔定律,即pB=pB*xB的混合物称为理想液态混合物。63、任一组分B的化学势:T、p建立气液平衡,设理想液态混合物中含有k种组分.glxByBμΒ(l)μΒ(g)B(mix,T,p,xC)B(g,T,p,yC)xCyC7μΒ(g)=μΒ(g

3、,T)+RTln(pB/p)μΒ(mix,T,p,xC)=μΒ(g,T,p,yC)μΒ(l)=μΒ(g)由相平衡条件,得设蒸气为理想混合气体对理想液态混合物,再由拉乌尔定律,pB=pB*xB①②③8令μΒ*(l,T,p)=μΒ(g,T)+RTln(pB*/p)则μΒ(l)=μΒ*(l,T,p)+RTlnxBμΒ(g)=μΒ(g,T)+RTln(pB*xB/p)=μΒ(g,T)+RTln(pB*/p)+RTlnxB为纯液体B在T、p下的化学势②③代入①,得9所以μΒ(l)=μΒ(mix,T,p,xC)=μΒ(l,T)+RTln

4、xB当pp时,μΒ*(l,T,p)=μΒ(l,T,p)=μΒ(l,T)因纯液体μΒ*(l,T,p)=μΒ(l,T,p)+10简化为μΒ(l)=μΒ(l)+RTlnxB(0

5、压下混合成理想液态混合物时,有(1)混合前后无体积效应,即mixV=0;(2)无混合热效应,即mixH=0;(3)混合过程为熵增大的过程,即mixS>0;(4)混合过程可自发进行,是吉布斯函数减少的过程,即mixG<0。13三、理想稀溶液中组分的化学势理想稀溶液的定义:溶剂A遵守拉乌尔定律,溶质B遵守亨利定律的稀薄溶液称为理想稀溶液。1、溶剂的化学势因为溶剂遵守拉乌尔定律,故其化学势的表达式与理想液态混合物中任一组分的化学势的式子相似。即14溶剂A化学势的标准态:T、p下的纯液体A(真实态)。μA(l)=μA(l)+RTlnxA

6、(xA1)15T、pglxByBμΒ(l)μΒ(g)B(l,T,p)B(g,T,p)2、溶质的化学势(1)组成用xB表示:16理想稀溶液,溶质B遵守亨利定律pB=kx,BxB(xB0严格成立)μΒ(l)=μΒ(g)由相平衡条件,得μΒ(g)=μΒ(g,T)+RTln(pB/p)设蒸气为理想气体①②③②③代入①,得17μΒ(l)=μΒ(g,T)+RTln(kx,B/p)+RTlnxB+RTlnxB18上式为理想稀溶液中溶质B的组成用xB表示时B的化学势。其中为标准态化学势。该标准态为在T、p下,xB=1仍遵守亨利定律时纯溶质B的

7、状态。这是一种假想态。190xB1p蓝虚线:按亨利定律计算蒸气压-组成曲线黑实线:实验测蒸气压-组成曲线纯B状态(实际)标准状态pB=kx,BxB20理想稀溶液,溶质B遵守亨利定律(xB0严格成立)pB=k[%],B[%B]pB=kx,BxBpB=kb,BbB21溶质组成用[%B]表示时溶质B的化学势重推一个μΒ(l)=μΒ(g)由相平衡条件,得设蒸气为理想气体pB=k[%],B[%B]([%B]0严格成立)①②③22μΒ(l)=μΒ(g,T)+RTln(k[%],B[%B]/p)=μΒ(g,T)+RTln(k[%],B/p)+

8、RTln[%B]②③代入①,得23所以*为用百倍质量分数表示溶质组成时,溶质B的化学势。B,[%](l,T)为标准化学势,其标准态即T、p下,[%B]=1且仍遵守亨利定律时

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