物化朱文涛15偏摩尔量化学势.pptVIP

5－2 偏摩尔量 (Partial molar quantities) 一、质点数目可变系统的状态描述 质点数目可变系统：敞开系统 1. 组成可变的封闭系统相当于敞开系统： 组成不变：双变量系统 Z = f(T, p) 组成可变：反应、相变等 封闭系统(质量守恒) 敞开系统 (质量不守恒) 质点数目可变 2. 溶液的状态描述： 容量性质： 共k＋2个变量 二元溶液 强度性质： 共k＋1个变量 二元溶液 二、偏摩尔量 定义： B的偏摩尔体积 (1) 物理意义： (2) 注意：下标是 T，p，nC，… 均相 (3) VB是状态函数，强度性质： 容量性质才有相应的偏摩尔量 (4) 一般情况下， 对纯物质 当xB很大时，xB↑ VB → Vm,B ∴ 在稀溶液中 其他常用的偏摩尔量及它们之间的关系： UB， HB， SB， AB， GB，…… 三、集合公式 (Additive formula) (1) 意义： (2) 二元溶液， (3) 其他偏摩尔量的集合公式： 自己写出 四、Gibbs－Duhem公式 (1) (2) ∴ 比较(1)和(2)： Gibbs－Duhem公式 在等T，p条件下： (1) 对二元溶液 (2) 意义：在等T，p条件下组成变化时遵守的关系 (3) 溶液中各组分的偏摩尔量具有相关性 (4) G－D公式的其他形式 其他偏摩尔量的G－D公式 自学，自写 五、偏摩尔量的测量：自学 5－3 化学势 (Chemical potential) 一、化学势定义 意义： 强度性质： 集合公式： G－D公式： 二、敞开系统的基本关系式和化学势的其他形式 dG = -SdT + Vdp等基本关系式只适用于组成不变的封闭系统中?W’ = 0的过程。 对组成可变的封闭系统(即敞开系统)中?W’ = 0的过程，基本关系式如何表示？ 对多组分均相系统： (1) 即 令 敞开系统的全微分式； ?W’ = 0 (2) 令 (3) 令 (4) 令 的关系： 与(1)式比较得 同理可得 化学势定义 敞开系统的基本关系式 条件：没有非体积功的任意过程 三、化学势决定传质过程的方向和限度 传质过程 (mass transfer process)： 物质流动，扩散(混合)，相变，化学反应 以相变为例： 系统：?＋? ?相 ?相 B 相变：等T，p，?W’ = 0，微量 B ? → ? dG ＝ ？ 则 即 自发 = 平衡 结论：在等T，p，?W’ = 0的条件下，物质由化学势高的相流向化学势低的相。相平衡时化学势相等。 ?相 ?相 B 以化学反应为例 在等T，p，?W’ = 0的条件下，系统内发生微量反应d?， ，则 即 自发 = 平衡 结论：在等T，p，W’ = 0的条件下，化学反应向着化学势降低的方向。化学平衡时化学势相等。 总结： (1) 在等T，p，W’ = 0的条件下，物质总是由高化学势流向低化学势。平衡时化学势相等。 (2) 在W’ = 0的条件下，化学势决定所有传质过程的方向(化学势判据——统一判据) (3) 在W’ = 0的条件下，化学势相等是平衡的条件，是处理平衡问题的依据。