华中师范.大学物理化学课件3.1.pptVIP

第三章多相多组分系统热力学 §3 .1 均相多组分系统热力学 一 组成标度 二 偏摩尔量 三 化学势 四 化学势判据 五 化学势与温度、压力的关系 这一节的重点是引入偏摩尔量与化学势的概念，并将它用于讨论均相多组分平衡系统的性质。 3.1.1 溶液与混合物（GB3102.8 -- 93） 混合物（mixture） 均相多组分平衡系统中对各组分不分主次，选用同样的参考状态（或标准态）、使用相同的经验定律，以相同的方法进行研究，这种系统称为混合物。 溶液（solution) 为了方便，将溶液中的组分区分为溶剂及溶质，并选用不同的标准态作为参照，以不同的方式加以研究。 溶液（solution） 根据溶液中溶质的导电性又可分为电解质溶液(导离子即导电）和非电解质溶液（不导电）。 如果溶液是由不同状态的物质制成的，通常将液态物质称为溶剂，气态或固态物质称为溶质。 如果都是液态，通常将含量多的一种称为溶剂，含量少的称为溶质。 溶液可根据物态分为气态溶液、固态溶液和液态溶液。 本章主要讨论非电解质溶液。 3.1.2 组成标度(即 组成的表示方式） B的摩尔分数(mole fraction of B) xB= nB/ ( 混合物的物质的量，其中 B的物质的量nB)。 B的物质的量浓度 (amount-of-substance concentration of B) cB= nB/V (混合物的总体积V,其中B的物质的量nB), 常用单位mol dm-3。 溶质B的质量摩尔浓度(molality of solute B) bB= nB / mA (mA代表溶剂A的质量，nB为溶质 B的物质的量) 单位mol kg-1 2.1.3 偏摩尔量(partial molar quantity) 20℃、105 Pa下，乙醇水混合物体积与各物质的量的关系 现象 两个问题 （1）对于一定量的多组分均相封闭系统，其容量性质（溶液体积V）不仅是T，P的函数，还是系统中各组分的物质的量nB的函数，即组成（浓度）的函数。所以，我们要确定多组分系统的状态就必须考虑其组成变量。 （2）多组分系统的容量性质不具有简单加和性。如上表，V(溶液)≠V(纯水)＋V(纯乙醇)，即V≠ΣnBVm(B)，而且随着组成的变化，其偏差值ΔV也不同。现在的问题是如何确定多组分系统的容量性质? 由上图可看出两个问题： 偏摩尔量的定义 对于任一容量性质Z，若系统中所含物质的量分别为n1，n2，…，则： Z = f (T，p，n1，n2，…) Z的微小变化dZ = dT + dp + dnB 定义： ZB = ZB 表示系统中任意物质B 的偏摩尔量。 只有容量性质才有偏摩尔量，强度性质比如T，p和浓度等是不可能有偏摩尔量的。偏摩尔量可为负值。 Z可为任一容量性质（V，U，H，S，G，F等），例如VB称为B物质的偏摩尔体积，GB称为B物质的偏摩尔吉氏自由能。 ② 指定T、p下，在组成确定的有限系统中，加入不会改变其浓度的无限小量（ dnB ）的物质B，引起系统体积的改变量dV 与 dnB 之比值称为物质B的偏摩尔体积。 偏摩尔量是T，p及组成的函数，即温度、压力或组成不同，偏摩尔量的值不同。 偏摩尔量的含义 系统为纯物质时，其偏摩尔量 等于其摩尔量 Zm 可以记为 ZB,m或 Zm(B) 。 可由两个方面来理解偏摩尔量ZB的含义(以VB为例)： ① 指定T、p 下，往无限大量的(以至于加入1摩尔物质B不致改变其浓度，因而组成恒定。)系统中加入1摩尔物质B所引起的体积的改变，称为物质B的偏摩尔体积。 3.1.4