清华大学物理化学B-溶液热力学-1概要1.pptVIP

物理化学 B 前面两章的主要内容－热力学基本定律： 热力学第一定律 ：能量的守恒和转化及其定量关系 热力学第二定律 ：判断一个过程的方向和限度(三个判据） 单组分与多组分均相系统的性质的区别 单组分均相系统热力学－－研究单一组分或定组成的系统 多组分均相系统热力学－－研究多组分或组成可变的系统 溶液热力学－－热力学在多组分系统或溶液中的应用 物质B偏摩尔量的具体形式 偏摩尔体积VB 偏摩尔热力学内能UB 偏摩尔焓HB 偏摩尔熵SB 偏摩尔Helmholtz(亥姆霍兹）自由能AB 偏摩尔Gibbs自由能GB 对实际气体混合物: 作业（Chapter3-1) Pg代表理想气体； 相当于在T温度下，压力从标准压力变到压力P过程，已知标准化学势，求压力p下的化学势。 只有均相系统的广延性质才有偏摩尔量－－－两层意识：1、某一相中的偏摩尔量，不存在多相总系统的偏摩尔量；2、强度性质无偏摩尔量 pB*pA* 即B为易挥发组分， 把PA*＝PA/XA带入可得 pB*p 尝试 气相线 靠近蒸气压高的一方 外压、系统的压力、饱和蒸气压、沸点等概念和关系？－－水相平衡的图示；北方冬天为何湿度低？？ 在一个等温等压保持其他组分的物质的量不变的条件下，往巨大均相系统中单独加入1 mol物质B时系统G的变化。 带计算器，关闭其它通讯设备 考试不给自己犯错误的机会 见参考书－－可以证明第2条和第3条 pB: 理想气体混合物中气体B的分压； μBθ(pg, T): 纯的理想气体B在混合物所处的温 度T和标准压力pθ下的化学势。 比较： μθ(T) : 在T，pθ下纯理想气体B的化学势； μ*(T, p): 在T，p下纯理想气体B的化学势。 注意：μB 是T、p、组成的函数！ 当 xB=1, 变为纯理想气体的化学势表示式 μB 由两部分组成！ 例1：利用理想气体的化学势求理想气体A，B等温等压混合过程的ΔmixG A(g) B(g) A(g)＋ B(g) 等温、等压 提示： 思考题：ΔV？ ΔS？ Δ H？ 请同学们课堂练习独立解答本题！ 偏摩尔量集合公式 3.3.3. 实际气体的化学势 对纯实际气体： 不适用 问题：实际气体状态方程不统一，普适性都不高 解决问题的方法：Lewis提出逸度f 的概念 用f代替p 对纯的实际气体: f为气体的逸度, 也称校正压力，单位为pa ：纯理想气体B(T，p?)，假想态 ?B?（pg, T) ：实际气体B(T，p)与理想气体B(T，p?)的化学势之差。 意义：各种实际气体的化学势表达式统一，且与理想气体的形式相同。 Real gas Ideal gas p μ p μ实际 μ理想 f 逸度和逸度系数的意义： 校正压力 逸度系数 对应p : (2) 对实际气体： ? ≠ 1，反映实际气体对理想气体的偏离程度 or (3) 对标准状态： ? = 1，f = p? = 101325 Pa (4) ? = ? (T, p, 本性)： 对指定的某种气体， ? = ? (T, p) ， ? 不是气体的物性参数，而与状态有关。 (1)对理想气体： 不需要校正， ? = 1 or f = p 假想状态 fB 、γB、pB 、p 分别为气体B 在混合气 中的逸度、逸度系数、分压和混合气的总压。 3.4多组分系统组成的表示方法 组成是溶液的强度性质： T，p，组成 1. 物质的量分数(摩尔分数） 2. 质量摩尔浓度（溶质B） mol.kg-1 3. 物质的量浓度 (体积摩尔浓度，溶质B) mol.m-3 注意： (1) 各种浓度可以换算：因为是强度性质，组成与总量多少无关，因此可选适量的溶液换算。 例：某H2SO4(B)溶液 wB = 5%，则选100g溶液 mol.kg-1 4. 质量分数(物质B) (2) 换算过程中要注意单位的要求和变化 课下练习题： 若用 xB 代表溶质的摩尔分数，cB 代表溶质的体积摩尔浓度，bB代表溶质的质量摩尔浓度。 式中 为溶液密度，MA和MB分别代表溶剂和溶质的摩尔质量。 （b）证明当溶液很稀时，三者有如下关系： 式中 为溶剂密度。 （a）证明这三种浓度关系如下： 稀溶液非常有用的公式 ：以水和水溶液为例！ 拉乌尔定律及亨利定律是稀溶液蒸气压的两个重要经验定律。 蒸气压是溶液的重要强度性质。 3.5 拉乌尔定律及亨利定律 （Raoult’s Law Henry’s Law） 思考题：什么是蒸气压？ 饱和蒸气压 （saturated vapor pressure）： 表述1：在一定温度下，与液体处于相平衡的蒸