010-4-1偏摩尔量.pptVIP

例： 23g乙醇溶于500g水中形成溶液，其密度为992kg/m3。计算: (1)乙醇的摩尔分数；(2)乙醇的质量分数；(3)乙醇的浓度；(4)乙醇的质量摩尔浓度。 解: 以A代表水；B代表乙醇。 摩尔质量: MA=18.015kg/mol， MB=46.069kg/mol。 看视频自学哈佛、耶鲁公开课 * 第四章 多组分系统热力学 实际系统绝大多数为多组分系统或变组成系统, 必须掌握处理多组分系统的热力学方法. 多组分均相系统 混合物 各组分 等同对待 溶 液 区分溶剂和溶质 气态混合物 液态混合物 l1 + l2 + … 固态混合物(相平衡章) 液态溶液 l + (l , s, g) 固态溶液(相平衡章) 理想液态混合物真实液态混合物 理想稀溶液真实溶液 电解质溶液在电化学章讨论. 引 言 补充： 混合物的组成标度和溶液中溶质B的组成标度 (1) 混合物常用的组成标度 ① B的分子浓度 (1) ② B的质量浓度 (2) ③ B的质量分数 (3) 或 ④ B的浓度 B的物质的量浓度 （4） 注意：V是指混合物的体积，不是指溶液的体积 ⑤ B的摩尔分数 （5） ⑥ B的体积分数 （6） (2) 溶质B的组成标度 对液态或固态溶液，组成标度是溶质B的质量摩尔浓度或溶质B的摩尔比。 ① 溶质B的质量摩尔浓度 （7） ② 溶质B的摩尔比 （11） nA?溶剂A的物质的量 nB?溶质B的物质的量 rB?量纲一的量，其单位为l 也可以用下式定义 （8） 或溶质B的浓度cB bB与xB的关系为： （9） 或 （10） 也用溶质B的摩尔分数xB 表示溶液中溶质B的组成标度 §4.1 偏摩尔量 1. 问题的提出 单组分纯物质, 系统的广延性质V, U, H, S, A, G都有其相应的摩尔量: ?摩尔体积 ?摩尔内能 ??摩尔焓 ?摩尔熵 ?摩尔亥姆霍兹函数 ?摩尔吉布斯函数 是强度性质. 但在液态混合物或溶液中,单位量的组分B的VB , UB , HB , SB , AB, GB 与同温同压下单独存在时相应的摩尔量通常并不相等. 例如, 25℃,101.325kPa时, 1摩尔58.35cm3 C2H5OH(l)和1摩尔18.09cm3 H2O(l) 混合后体积减少了2.04cm3. 表明V(H2O,l)≠Vm*(H2O,l)；V (C2H5OH,l)≠Vm*(C2H5OH,l). 解释: 不同组分的分子的结构, 大小和性质不同, 使纯态(B-B, C-C)和混合态(B-B, C-C, B-C)的分子间距不同(涉及V 等), 分子间相互作用能也不同(涉及U, H, S, A, G等). 因此, 需用偏摩尔量的概念取代纯物质的摩尔量. 18.09cm3 H2O*(l) 58.35cm3 C2H5OH *(l) 74.40cm3 H2O C2H5OH(l) VH2O =17.0cm3/mol VC2H5OH = 57.4 cm3/mol 偏摩尔体积VB 实验还表明, 水和乙醇的偏摩尔体积还与混合物的组成有关.只有在一定温度, 压力和确定组成的混合物中, 各组分才有确定的偏摩尔体积. 为此, 有如下偏摩尔体积的定义: 在一定温度, 压力下, 1mol组分B在确定组成的混合物中对体积的贡献值VB , 等于在无限大量该组成的混合物中加入1mol B引起的系统体积的增加值; 也等于在有限量的该组成的混合物中加入dnB的B引起系统体积增加 dV 折合成加入 1molB 时的增量, 用数学式表示: 2. 偏摩尔量 以 X 代表 V, U, H, S, A, G 这些广延性质 对多组分系统 X＝ f (T, p, nB, nC, …) 全微分为 定义 XB??偏摩尔量 该式表示在恒温恒压和除B组分以外其它组分的含量都不变的条件下, 任一广延性质 X 随 B 组分物质的量的变化率, 即每单位量引起的 X 的增量(折合值, 对应于该一定状态). 偏摩尔体积 偏摩尔内能 偏摩尔焓 偏摩尔熵 偏摩尔亥姆霍兹函数 偏摩尔吉布斯函数 注意下标均为 在其它任何条件下的变化率都不是偏摩尔量 将XB代入前述全微分式, 得 若dT＝0, dp＝0 则 若各组分按一定比例同时微量地加入以形成混合物, 则 XB为常数, 从 nB = 0到 nB = nB积分上式, 得偏摩尔量的集合公式: 如，混合物或溶液的体积 V＝nBVB＋nCVC＋…内能 U＝nBUB＋nCUC＋… 关于偏摩尔量的几点说明： 偏摩尔量的含义是: 偏摩尔量XB是在T, p以及除nB外所有其他组分的物质的量都保持不变的条件下, 任意广延性质X随nB的变化率. 也可理解为在恒温恒压下, 向大