第三章_化学势.ppt

2、在多相平衡中的应用 推广到任意两相： 3、 在化学平衡中的应用 推广到任意化学反应： T, p , W’ 0时 拉乌尔定律的应用 说明: 1 Kb只与溶剂种类有关,与溶质性质无关 2 ?Tb公式只适用于非挥发性溶质所形成的稀溶液，因为对挥发性溶质来说，其沸点不一定升高，即使升高，也不一定符合上式。 已知苯甲酸 的摩尔质量为 ，故苯甲酸在苯中以二聚体的形式 存在。 解：由表 查得苯的 ，由凝固点降低公式 得 : 若在纯溶剂A中加入不挥发的溶质B，由于溶液的蒸气压只是 A 的蒸气压，小于纯溶剂 A 在同温度的蒸气压。所以其蒸气压曲线 oc 在纯 A 蒸气压曲线 o?c?下方。 所以在一定的外压下，纯液态沸腾的温度要低于溶液沸腾温度。 定义：沸点为液体饱和蒸气压等于外压时的温度。 在外压 101.325kPa 下的沸点为正常沸点。 3. 沸点升高 溶质不挥发 令 称为沸点升高系数，则 此即为稀溶液的沸点升高公式。 称为沸点升高。 物质 B 的化学势 ?B ，即偏摩尔吉布斯函数，是状态函数。它没有绝对值。是人为选择一个标准态作为计算基准。 。气体的标准化学势是温度的函数。 气体的标准态是在为温度T， 下具有理想气体性质的纯气体，该状态下的化学势称为标准化学势，符号 1 摩尔纯理想气体 B 在 T 温度下，压力由标准压力 p0变到某压力 p, 则： §3.3 气体物质的化学势 1．纯组分理想气体的化学势 由 得： ?y T ：标准态（p py ）化学势，是温度的函数 2. 理想气体混合物中任一组分的化学势 由理想气体模型可知，理想气体混合物中 B 组分的性质并不受其它组分的影响，故其化学势表达式与纯理想气体化学势表达式相同： 式中 为混合理想气体中 B 组分的分压。 §3.4 理想液态混合物中物质的化学势 本节讨论的溶液是指非电解质溶液。讨论的性质为它们的蒸气压。 理想液态混合物中的任一组分（溶剂及溶质）的蒸气压和理想稀溶液中溶剂的蒸气压均可用拉乌尔定律描述；理想稀溶液中挥发性溶质的蒸气压可用亨利定律描述。 组成表示法: 混合物的组成用摩尔分数 x 来表示，溶液的组成用溶质B的质量摩尔浓度 bB ，或溶质B的物质的量浓度 cB来表示。 所谓稀溶液是指xA接近1的溶液， 为纯溶剂饱和蒸气压。 稀溶液中溶剂 A 的蒸气压 pA ，等于同一温度下纯溶 剂的饱和蒸气压与溶液中溶剂A的摩尔分数xA,的乘积： 1. 拉乌尔定律： 当溶液仅由溶剂 A 与溶质 B 组成时： 理想液态混合物的定义：任一组分在全部组成范围内都符合拉乌尔定律的液态混合物，称为：理想液态混合物 因此，若有纯液体 B 与 C 形成理想液态混合物，则其中任一组分 B 均在全部组成范围内（即 ），符合拉乌尔定律。 在一定温度下，稀溶液中挥发性溶质 B 在气相中平衡分压pB与其在溶液中摩尔分数 xB（或质量摩尔浓度、物质的量浓度成正比。比例系数称为亨利系数。 2.亨利定律： 虽然，亨利定律式与拉乌尔定律式形式相似，但亨利定律 适用于挥发性溶质 B，拉乌尔定律适用于溶剂 A。比例系数 kx,B并不具有纯溶质 B 在同温度下液体饱和蒸气压 pB*的含义。 亨利定律式与拉乌尔定律都仅适用于稀溶液。 若溶液中溶剂适用于拉乌尔定律，则挥发性溶质适用于亨 利定律。 由于亨利定律中，溶液组成的表示法不同，亨利系数的单位不同，数值也不同。kx,B单位是Pa，kb,B单位是Pa·mol-1 ·kg， kc,B单位是Pa·mol-1 ·m3 应用亨利定律时，溶质在溶液中的分子形态必须与气相中相同，例如HCl，在气相中为HCl分子，在苯中也为HCl分子，所以对HCl的苯溶液，可应用亨利定律。 但HCl在水中电离，所以对HCl的水溶液，不可应用亨利定律。 由于溶液组成可用不同方法表示，亨利常数的值及其 单位也随组成表示法不同而改变。但气相的压力只能有 一个值。 在不同浓度单位下亨利定律可表示为： 使用亨利定律应注意： 1 式中pB为该气体的分压。对于混合气体，在总压不大时，亨利定律分别适用于每一种气体。 2 溶质在气相和在溶液中的分子状态必须相同。如 ，在气相为 分子，在液相为 和 ，则亨利定律不适用。 3 溶液浓度愈稀，对亨利定律符合得愈好。对气体溶质，升高温度或降低压力，降低了溶解度，能更好服从亨利定律。 例题：298K时纯CHCl3和纯CCl4的饱和蒸汽压分别为 2.64×104Pa和1.527×104Pa，若两者形成理想溶液，并由CHCl3和CCl4各为1.00mol混合而成。 计算 ⑴与溶液呈平衡的气相组成； ⑵ 溶液的总蒸汽压。 解（1）由拉乌尔定律得： 由分压定律得： （2）溶液的总蒸气压为两物质的分压和 例题 在293K时当HCl的分压为1.013?105P