多组分系统热力学及其在溶液中的应用解读.ppt

《多组分系统热力学及其在溶液中的应用解读.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在PPT专区-天天文库。

1、多组分系统热力学及其在溶液中的应用西华师范大学化学化工学院第四章主要内容§4.1引言§4.2多组分系统的组成表示法§4.3偏摩尔量§4.4化学势§4.5气体混合物中各组分的化学势§4.6稀溶液中的两个经验定律§4.7理想液态混合物§4.8理想稀溶液中任一组分的化学势§4.9稀溶液的依数性§4.11活度与活度因子*§4.10Duhem-Margules公式基本要求1、熟悉多组分系统组成表示法及其相互之间的关系。2、掌握偏摩尔量和化学势的定义和物理意义。3、掌握气体化学势的表示式及其标准态的含义，理解逸度的概念。4、掌握Roult定律和Henry定律。5、掌握理想液态混合物和通性及化学

2、势的表示方法。6、掌握理想稀溶液中各组分化学势的表示法，了解稀溶液的依数性。7、理解活度的概念，熟悉非理想液态混合物化学势的表示方法。§4.1引言多组分系统两种或两种以上的物质（或称为组分）所形成的系统称为多组分系统。混合物（mixture）多组分均匀系统中，各组分均可选用相同的方法处理，有相同的标准态，遵守相同的经验定律，这种系统称为混合物。多组分系统可以是均相的，也可以是多相的。混合物有气态、液态和固态之分。两种或两种以上物质均匀混合，且彼此呈分子或更小的粒子状态分散的混合物称为溶液。溶液溶液分类溶液{气态溶液固态溶液液态溶液溶液是单相。溶液{电解质溶液非电解质溶液通常将含量多

3、的一种称为溶剂，含量少的称为溶质。即用B的质量除以混合物的体积V，的单位是：1.B的质量浓度§4.2多组分系统的组成表示法2.B的质量分数即B的质量与混合物的质量之比的单位为1（又称为B的物质的量浓度）即B的物质的量与混合物体积V的比值但常用单位是3.B的浓度单位是即指B的物质的量与混合物总的物质的量之比称为溶质B的摩尔分数，又称为物质的量分数。摩尔分数的单位为14.B的摩尔分数气态混合物中摩尔分数常用表示5.B的质量摩尔浓度mB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。质量摩尔浓度的单位是一偏摩尔量的定义在多组分系统中，每个热力学函数的变量不仅与温度、压力有关，

4、还与组成系统各物的物质的量有关。设系统有k个组分，其任一容量性质Z：如果温度、压力和组成有微小的变化，则系统中任一容量性质Z的变化为：§4.3偏摩尔量单组分系统的广度性质具有加和性在等温、等压下：偏摩尔量ZB的定义为：ZB称为物质B的某种容量性质Z的偏摩尔量可得代表纯物的摩尔量1.偏摩尔量的含义是：在等温、等压条件下，在大量的定组成系统中，加入单位物质的量的B物质所引起广度性质Z的变化值。2.只有广度性质才有偏摩尔量，而偏摩尔量是强度性质。3.纯物质的偏摩尔量就是它的摩尔量。4.任何偏摩尔量都是T，p和组成的函数。或在等温、等压、保持B物质以外的所有组分的物质的量不变的有限系统中，

5、改变所引起广度性质Z的变化值，二偏摩尔量的加和公式按偏摩尔量定义,在保持偏摩尔量不变的情况下，对上式积分则多组分系统的总容量性质Z等于各组分偏摩尔量的加和。——加和公式三Gibbs-Duhem公式——系统中偏摩尔量之间的关系如果在溶液中不按比例地添加各组分，则溶液各组分的物质的量和偏摩尔量均会改变。对Z进行微分根据加和公式在等温、等压下某均相系统任一容量性质的全微分为说明偏摩尔量之间是具有一定联系的，某一偏摩尔量的增加，必然会引起另外的偏摩尔量一个或多个的减少。(1)，(2)两式相比，得：——Gibbs-Duhem公式§4.4化学势一化学势的定义（1）热力学能设系统中有个组分定义化

6、学势同理，相应的化学势定义式为：保持热力学函数的特征变量和除B以外其它组分不变，某热力学函数随物质的量的变化率称为化学势。多组分系统的热力学基本公式应表示为：通常是在等温、等压下讨论问题，所以如不特别指明，化学势就是指偏摩尔Gibbs自由能。二化学势在相平衡中的应用系统Gibbs自由能的变化值为设系统有α和β两相，在等温、等压下，β相中有极微量的B种物质转移到α相中α相所得等于β相所失，即：组分B从化学势高的β相自发转移到化学势较低的α相。组分B在α，β两相中，达平衡的条件是该组分在两相中的化学势相等。三化学势与压力的关系四化学势与温度的关系上式即等于根据Gibbs自由能的定义式在

7、等温、等压条件下，各项对微分，得同理可证一理想气体及其混合物的化学势只有一种理想气体，§4.5气体混合物中各组分的化学势二气体混合物中各组分的化学势理想气体混合物的化学势盒子左边是混合理想气体中间半透膜只让B气体通过盒子右边是纯B理想气体达到平衡时右边纯B气体的化学势为左边B气体的化学势为对于理想气体混合物，根据Dalton定律：代入上式，得是纯气体B在指定T，p时的化学势，显然这不是标准态。为了使化学势有更简洁的形式，把所有校正项集中成一个校正项，于是引入逸度的概念