物理化学第4章多组分系统热力学及其在溶液中的应用.ppt

第四章 多组分系统热力学及其在溶液中的应用;4.1 引言;§4.1 　引言;※溶液（solution）;溶剂（solvent）和溶质（solute）;无溶剂和溶质之分的称为混合物;§4.2 多组分系统的组成表示法 (p205); B的物质的量与溶液中总的物质的量之比称为B的摩尔分数，又称为物质的量分数，单位为1。; B的质量m(B)除以混合物的体积Ｖ，称为B的质量浓度 单位是Ｋg.m-3; B的物质的量与系统总体积V的比值称为溶质B的物质的量浓度，或称为溶质B的浓度，单位是 ，但常用单位是 。; 溶质B的物质的量与溶剂A的质量之比称为溶质B的质量摩尔浓度，单位是 。;2.溶质B的摩尔比rB; §4.3 偏摩尔量 (p207);这些摩尔量都是强度性质。;二、多组分系统的偏摩尔量 (p208); 设一个均相系统由1，2， ，k个组分组成，则系统任一容量性质Z应是T，p及各组分物质的量的函数，即：;常见的偏摩尔量有：;使用偏摩尔量时应注意：;按偏摩尔量定义,; 这就是偏摩尔量的加和公式，说明系统的总的容量性质等于各组分偏摩尔量的加和。;四、Gibbs-Duhem公式; 这就称为Gibbs-Duhem公式，说明偏摩尔量之间是具有一定联系的,表现为互为盈亏的关系。某一组分的偏摩尔量增加时,另一个组分的偏摩尔量必将减少。;如除以混合物的总的物质的量,则得;§4.4 化学势(μ) ( p214);狭义定义：;二、多组分系统中的基本公式;;注意： 1. 化学势表示成分变化对能量变化的影响。 2. 化学势也可以理解为物质逃逸趋势的度量，物质 总是从化学势高的相进入化学势低的相，从而降 低系统的总自由能，并使系统达到平衡态。 3. 化学势越低越稳定。 ;四、化学势与压力的关系;五、化学势与温度的关系 (p216);作业： p266 习题2、3;一、理想气体及其混合物的化学势;推导过程:;2、混合理想气体中任一组分的化学势;二、非理想气体混合物的化学势-逸度的概念; 两种物质组成一溶液，在一定的温度和压力下，在一定的浓度范围内，溶剂遵守Raoult定律，溶质（非挥发性）遵守Henry定律，这种溶液称为稀溶液。;一、拉乌尔定律 (溶剂蒸气压降低);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。;二、亨利定律(气体溶质);使用亨利定律应注意：;作业:P267 8;§4.7 理想液态混合物;（4.54）是理想液态混合物中任一组分B的化学势表示式，也可以作为液态混合物的热力学定义：即任一组分的化学势可以用该式表示的混合物,称为理想液态混合物。;推导过程：;对纯的液相B,; 5、拉乌尔定律和亨利定律没有区别;一、溶剂的化学势;二、溶质的化学势;（2）当 时，同理：;（3）当 时;各种物质的化学势比较;4．9 稀溶液的依数性 （p233); 对于二组分稀溶液，加入非挥发性溶质B以后，溶剂A的蒸气压会下降。; 称为凝固点降低系数（freezing point lowering coefficients），单位;纯溶剂; 称为沸点升高系数（boiling point elevation coefficints），单位 。常用溶剂的 值有表可查。 测定 值，查出 ，就可以计算溶质的摩尔质量。;纯溶剂; 如图所示，在半透膜左边放溶剂，右边放溶液。只有溶剂能透过半透膜。由于纯溶剂的化学势大于溶液中溶剂的化学势，所以溶剂有自左向右渗透的倾向。;作业:;4.11 活度与活度因子 （p246）;路易斯提出了活度的概念。; 是浓度用xB表示的活度,量纲为1。 称为活度因子（activity factor）或活度系数，表示实际溶液与理想溶液的偏差，量纲为1。;对非理想??态混合物,由于对拉乌尔定律进行了修正, 因此有;二、非理想稀溶液; 非理想溶液中组分B的化学势表示式，由于浓度的表示式不同，化学势表示式也略有差异。;（2）浓度用质量摩尔浓度 表示;（3） 浓度用物质的量浓度 CB 表示;4.13 分配定律 （p256）; 当溶液浓度不大时，活度比可用浓度比代替，就得到分配定律的经验式。; 如果溶质在任一溶剂中有缔合或离解现象，则分配定律只能适用于在溶剂中分子形态相同的部分。