物理化学,多组分系统热力学.ppt

习题 P208 4.2 习题 P209 4.4，4.5，4.10，4.13 习题 P210 4.16，4.20，4.22，4.26 习题 P212 4.28 4 非理想气体混合物中各组分的化学势 对非理想混合气体任一组分B的逸度系数为： (6-17) 非理想混合气体组分B的逸度系数 φB为与B在同温、同压下单独 存在时的逸度系数φ*B相等。因此有 f B = φB pB = φ*B p yB = f *B yB (6-18) 此式称为路易斯-兰德尔规则。 习题：P32 1.18 3.4 稀溶液中的两个经验定律 1.拉乌尔定律（Raoult’s Law） 1887年，法国化学家Raoult从实验中归纳出一个经验定律：在定温下，在稀溶液中，溶剂的蒸气压等于纯溶剂蒸气压 乘以溶液中溶剂的物质的量分数 ，用公式表示为： 如果溶液中只有A，B两个组分，则 拉乌尔定律也可表示为：溶剂蒸气压的降低值与纯溶剂蒸气压之比等于溶质的摩尔分数。 2.亨利定律（Henry’s Law） 1803年英国化学家Henry根据实验总结出另一条经验定律：在一定温度和平衡状态下，气体在液体里的溶解度（用物质的量分数x表示）与该气体的平衡分压p成正比。用公式表示为： 或 式中 称为亨利定律常数，其数值与温度、压力、溶剂和溶质的性质有关。若浓度的表示方法不同，则其值亦不等，即： 使用亨利定律应注意： (1)式中p为该气体的分压。对于混合气体，在总压不大时，亨利定律分别适用于每一种气体。 (3)溶液浓度愈稀，对亨利定律符合得愈好。对气体溶质，升高温度或降低压力，降低了溶解度，能更好服从亨利定律。 (2)溶质在气相和在溶液中的分子状态必须相同。 如 ，在气相为 分子，在液相为 和 ，则亨利定律不适用。 3.拉乌尔定律和亨利定律的微观解释 纯溶剂A中溶解了少量溶质B成稀溶液 在这种溶液中，溶剂分子周围几乎全是溶剂分子， 其受力情况由A－A间作用力决定。 溶质分子间距离很远， 溶质分子周围几乎全是溶剂分子， 其受力情况由A－B间作用力决定。 4.拉乌尔定律和亨利定律的对比 5.理想稀溶液 例 质量分数为0.030的乙醇水溶液在101.325kPa下的沸点 为97.11℃ ，在该温度下纯水的饱和蒸汽压91.294kPa。 试计算在97.11℃时，乙醇的摩尔分数为0.015的水溶 液的蒸汽压及蒸汽中乙醇的摩尔分数。 解：乙醇水溶液可视为稀溶液， p= pA + pB = p*A x A + kx,B x B 在质量分数为0.030的乙醇水溶液中，乙醇的摩尔分数为 当乙醇的摩尔分数为0.015时，水溶液的蒸汽压为 p = pA + pB = p*A x A + kx,B x B = 91.294kPa × (1–0.015) + 927kPa × 0.015 =103.352kPa 蒸汽中乙醇的摩尔分数 3.5 理想液态混合物 3.5.1 理想液态混合物的定义和特征 在一定温度下，液态混合物中任意组分B在全部组成范 围内(xB=0?xB=1)都遵守拉乌尔定律，即pB＝pB*xB的液态混 合物。 理想液态混合物的微观特征： ?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(或几近相同) ?理想液态混合物中各组分的分子体积大小几近相同。 pB=p*B xB m B(g) xB m B(l) 理想气体 混合物 理想液态 混合物 平衡(T,p)  B(l, T, p, xC) ? B(g ,T, pB, yC) μB（l,T, p, xC）＝μB（g ,T, pB, yC) 简化写成 μB（l)＝μB(g) 由 所以 3.5.2 理想液态混合物中各组分的化学势 理想液态混合物在温度T，压力p下与其蒸气呈平衡，则有： 在压力不大时，积分项可略去，得 μB ( l,T, p) = μB?( l,T ) +RT ln xB μB = μB?( T ) +RT ln xB 3.5.2 理想液态混合物的混合性质 1 ?mixV = 0 混合过程的体积不变 在等温和组成不变的条件下，