工科化学6章55 57.pptVIP

尚辅网 尚辅网 第十节　化学势(chemical potential) 一、化学势的定义 ●导入　设一均相系统由组分1，2，3，…组成，系统的吉布斯函数G可视为T，p，n1，n2，n3，…的函数 　　 G＝G(T，p，n1，n2，n3，…) 发生一微小变化时 * * 尚辅网 第九节　偏摩尔量 一、偏摩尔量的定义与物理意义 （一）多组分系统的广度性质 ●引入　例，25 ℃，101.3 kPa，100cm3水与100cm3水混合，总体积200cm3；100cm3乙醇与100cm3的乙醇混合，总体积亦为200cm3；100cm3水与100cm3的乙醇混合，总体积约190 cm3；150cm3水与50cm3乙醇混合，总体积约193 cm3 ●原因　对多组分系统，仅用T、p两个变量已不能确定其状态，故除质量外，其他广度性质难以直接体现出加和性。还需确定每种物质的量（总量及各物的组成） 尚辅网 设一均相系统由组分1,2,3,…组成，系统的任一广度性质X（如G，U等）可看作是T,p,n1,n2,n3，…的函数 X＝f（T,p,n1,n2,n3，…） 当系统发生一个微小变化时，则有 式中，下标nC表示所有组分的物质的量均不变，　　　表示除组分B外，其他组分C的物质的量nC不变 尚辅网 （二）偏摩尔量 ●定义　T,p, nC≠B恒定时，某广度性质X对nB的偏导数，称为组分B的偏摩尔广度性质，用符号XB表示 ●偏摩尔量的物理意义 ——定温定压，除B外其他组分的量都不变时，往系统中加入 dnB的 B物质引起系统广度性质X的变化率 ——定温定压下，往无限大量的系统中加入1molB物质引起的广度性质X的变化 ●原因　偏摩尔量是T、p和组成的函数 尚辅网 ●说明 ①只有系统的广度性质才有偏摩尔量 ②偏摩尔量是是强度性质，与系统中物质数量的多少无关 ③偏摩尔量与系统的温度、压力及浓度有关 ④只有在定温定压及浓度不变时的偏微商才是偏摩尔量。例 是偏摩尔焓， 只是偏微商，不是偏摩尔量 尚辅网 （三）偏摩尔量与摩尔量的区别（自学） ●概况　 ??偏摩尔量XB和纯物质摩尔量XB*相似，又有区别。例，20℃、101.325kPa，纯H2O(A)摩尔体积VA*=18.09cm3·mol-1，纯C2H5OH(B)摩尔体积VB*=58.37 cm3·mol-1。若体积在混合时有加和性，混合物的摩尔体积为 “id”代表体积可加和的理想情况。例，xB＝0.2068，Vmid=[(1-0.2068)×18.09+0.2068×58.37] cm3·mol-1=26.42 cm3·mol-1。实测结果是：Vm= 25.47 cm3·mol-1 ??20 ℃、101.325kPa下，不同浓度的实验数据作图，Vmid与xB的关系由于加和性故为直线（虚线），实测Vm除两端点(xB等于0与1，分别为纯水和纯乙醇)外，均比Vmid要小，Vm与xB呈曲线关系 尚辅网 ●结论　上述结论适用于一般的偏摩尔量XB，它可理解为1mol物质B在一定温度、压力下对一定浓度均相多组分系统的某广度性质X的贡献 ●注意　偏摩尔量可以是负值，摩尔量一定是正值 尚辅网 二、偏摩尔量的集合公式 ●导入　体积，设系统只含两组分，定温定压下 设一均相系统含c种物质，每种物质的量为n1，n2，n3，…nC。设该系统如此形成：定温定压加入dn1，dn2，dn3，…dnC，始终保持dn1：dn2：dn3：…：dnC= n1：n2：n3：…：nC。在系统形成过程中，各组分的浓度始终不变，温度和压力也不变，故各组分的偏摩尔量为常数。对 式积分 尚辅网 尚辅网 ●定义 ●适用范围 ??只做体积功的均相系统（不论是封闭还是敞开系统，组成是否恒定，发生的过程是否可逆） ??对各相温度和压力都相同的多相系统也可分别应用 ●说明 尚辅网 二、化学势判据 化学势的重要作用之一是判断组成可变的封闭系统或敞开系统所发生的热力学过程的方向和限度 由于过程大多在定温定压下进行，故上式变为 　　 　　　　　　　＜0自发过程 　　　　　　　＝0平衡态或可逆过程 　　　　　　　＞0不可能发生 尚辅网 （一）相平衡条件 ●引入　设有α和β两个相，温度和压力都相等。现有 的物质B在定温定压条件下由 ? 相转移到 ? 相(其它组分都不改变) 若在平衡条件下进行 ●结论　 ??两相平衡的条件是：物质