物理化学第3章 多组分系统的热力学,逸度和活度.pptxVIP

第3章多组分系统的热力学探讨多组分系统中化学势、部分摩尔量、部分压和活度等热力学概念。涵盖理想溶液和非理想溶液、Raoult定律和Henry定律等相关理论,以及逸度、活度系数的计算方法。为深入理解多组分系统的热力学性质奠定基础。byJerryTurnersnull

3.1化学势化学势是描述多组分系统中各组分的化学特性和反应倾向的重要热力学量。化学势表征了一个物质在一定温压条件下的化学活性,反映了其自发变化的驱动力。化学势的大小决定了物质在体系内的分配和转化,是多组分系统热力学分析的基础。

3.1.1化学势的定义化学势（μ）是描述多组分体系中各组分的反应倾向和化学特性的重要热力学量。它表示了一个物质在一定温压条件下的化学活性,反映了其自发变化的驱动力。化学势的大小决定了物质在体系内的分配和转化,是分析多组分系统热力学性质的基础。

3.1.2化学势的表达式热力学定义化学势是物质在一定温压条件下的化学活性,表示其自发变化的驱动力。它是热力学第一定律和第二定律的结合。数学表达式化学势μ=(?G/?n)T,P,nj表示在恒温恒压条件下,组分数量的微小变化对吉布斯自由能的影响。物理意义化学势反映了物质在体系中的分配和转化倾向,是多组分系统热力学分析的基础。

3.1.3化学势与温度和压力的关系温度对化学势的影响温度的上升会增加物质的热运动,提高其化学活性和反应倾向,从而提高化学势。反之温度降低会使化学势降低。压力对化学势的影响压力的增加会压缩物质体积,提高其自由能,进而增大化学势。对于气态和溶解物来说压力的影响更为显著。克拉珀龙方程克拉珀龙方程描述了化学势与温度和压力之间的定量关系,是研究相平衡和相变的重要工具。化学势的变化规律总的来说,温度升高或压力增加都会使化学势升高,这反映了物质向更高自由能状态转化的驱动力。

3.2部分摩尔量部分摩尔量是描述多组分系统中各组分特性的重要热力学概念。它反映了一个组分在体系中的化学活性和分布倾向,是分析相平衡、溶液性质的基础。了解部分摩尔量对于深入理解多组分体系的行为规律至关重要。

3.2.1部分摩尔量的定义部分摩尔量是指在多组分系统中,一个组分的化学势对该组分数量的偏导数。它反映了该组分在体系中的化学性质和分布倾向,是研究多组分系统相平衡和溶液性质的基础。

3.2.2部分摩尔量的性质定义:部分摩尔量表示在多组分系统中,一个组分的化学势对该组分数量的偏导数。反映化学活性:部分摩尔量反映了该组分在体系中的化学性质和分布倾向,是其化学活性的量化指标。热力学重要性:部分摩尔量是研究多组分系统相平衡、溶液性质的基础,对深入理解体系行为规律至关重要。

3.3部分压和活度多组分系统中各组分的化学活性不仅反映在化学势上,也体现在部分压和活度等热力学量中。部分压和活度可以描述组分在体系中的分配和转化倾向,是研究相平衡和性质的重要依据。

3.3.1部分压的定义在多组分系统中,各组分的部分压是指该组分在总压力下的分压。部分压反映了物质在体系中的化学活性和分配倾向,是研究相平衡和性质的重要指标。它表示了每个组分在总压力下对整个系统施加的压力大小。

3.3.2活度的定义活度(a)是描述多组分体系中各组分化学活性的重要热力学量。它表示物质在体系中的相对化学反应倾向,反映了其在非理想状态下的实际化学性质。活度定义为纯物质在理想状态下的化学势与非理想状态下的化学势之比。

3.3.3活度系数定义活度系数(γ)是一个无量纲的热力学量,描述物质在非理想溶液中的相对化学活性与理想溶液的比值。作用活度系数反映了溶质与溶剂之间的相互作用,是研究非理想溶液性质的重要参数。计算活度系数可通过实验测定或利用理论模型如Debye-Hückel理论进行计算。

理想溶液和非理想溶液溶液可以分为理想溶液和非理想溶液两种类型。理想溶液遵循简单的热力学定律,而非理想溶液的性质更加复杂,需要引入其他概念来描述。理解两种溶液的区别对于深入认识多组分系统的行为规律至关重要。

3.4.1理想溶液的性质理想溶质行为：理想溶液中各溶质组分完全不相互作用,保持独立行为,服从Raoult定律和Henry定律。理想混合熵：理想溶液的混合过程熵变符合理想混合熵公式，即完全无序混合。无体积变化：理想溶液的混合过程不伴随体积变化，组分之间无相互作用。

3.4.2非理意溶液的性质组分间相互作用：非理想溶液中溶质和溶剂分子之间存在显著的相互作用,这一特性并不符合理想溶液的假设。体积变化：非理想溶液的混合过程通常会伴随一定程度的体积变化,这种体积变化反映了混合过程中溶质和溶剂分子间的吸引或排斥。活度系数偏离1：理想溶液中的活度系数为1,而非理想溶液中各组分的活度系数会偏离1,这就是非理想溶液的重要特征。

Raoult定律和Henry定律理想和非理想溶液的热力学性质可以通