第二章 自由能、化学势和溶液 3.ppt

4 气体的化学势 气体的化学势 2）理想气体混合物中各组分的化学势 3）非理想气体（实际气体）的化学势 非理想气体的化学势 5 溶液中各组分的化学势 2）亨利定律（Henry’s Law） 亨利定律 3）理想溶液中各组分的化学势 理想溶液 理想溶液中各组分的化学势 理想溶液中各组分的化学势 4）稀溶液中各组分的化学势 溶剂的化学势 溶剂的化学势 溶质的化学势 注意 6 非理想溶液（实际溶液 非理想溶液 溶质的化学势 例 例 7 稀溶液的依数性 1 蒸气压下降 2 凝固点降低 3 沸点升高 稀溶液的依数性（图示） 4 渗透压（osmotic pressure） 渗透压 8 分配定律 分配定律 分配定律的应用 例 例 依数性质：（colligative properties）指定溶剂的类型和数量后，这些性质只取决于所含溶质粒子的数目，而与溶质的本性无关。溶质的粒子可以是分子、离子、大分子或胶粒。 依数性的种类： 1.蒸气压下降 2.凝固点降低 3.沸点升高 4.渗透压 对于二组分溶液，加入非挥发性溶质B以后，溶剂A的蒸气压会下降。 这是造成凝固点下降、沸点升高和渗透压的根本原因。 称为凝固点降低系数（freezing point lowering coefficients），单位 为溶质的质量摩尔浓度，单位： 这里的凝固点是指纯溶剂的固体析出时的温度。 常用溶剂的 值有表可查。用实验测定 值，查出 ，就可计算溶质的摩尔质量。 称为沸点升高系数（boiling point elevation coefficints），单位 。常用溶剂的 值有表可查。 测定 值，查出 ，就可以计算溶质的摩尔质量。 Tf Tf* Tb* Tb solution m g s l T 如图所示，在半透膜左边放溶剂，右边放溶液。只有溶剂能透过半透膜。由于纯溶剂的化学势 大于溶液中溶剂的化学势，所以溶剂有自左向右渗透的倾向。 为了阻止溶剂渗透，在右边施加额外压力，使半透膜双方溶剂的化学势相等而达到平衡。这个额外施加的压力就定义为渗透压?。 是溶质的浓度。浓度不能太大，这公式就是适用于稀溶液的van’t Hoff 公式。 纯溶剂A的化学势 溶液中A的化学势 所以 于是 “在定温、定压下，若一个物质溶解在两个同时存在的互不相溶的液体里，达到平衡后，该物质在两相中浓度之比等于常数” ，这称为分配定律。用公式表示为： 式中 和 分别为溶质B在两个互不相溶的溶剂 中的浓度，K 称为分配系数（distribution coefficient）。 当溶液浓度不大时，活度比可用浓度比代替，就得到分配定律的经验式。 这个经验定律可以从热力学得到证明。定温定压下，达到平衡时，溶质B在 两相中的化学势相等，即： 影响K值的因素有温度、压力、溶质及两种溶剂的性质，在溶液浓度不太大时能很好地与实验结果相符。 上一内容 下一内容 回主目录 返回 * 1）单组分理想气体 （指定温度T下） 理想气体化学势的表达式 是温度为T，压力为标准压力时理想气体的化学势，仅是温度的函数。 化学势 是T，p的函数 这个状态就是气体的标准态 气体混合物中某一种气体B的化学势 PB为分压 对于非理想气体（实际气体） μB（T，P）≠μBθ（T，Pθ）+RTln（PB/Pθ） 为了保持该式的简洁形式，对 PB 进行校正： ?B γB PB ?B 称为B的逸度（fugacity）， 可看作是有效压力。 γB是其逸度系数（fugacity coefficient） 。 因此： μB（T，P） μBθ（T，Pθ）+RTln（?B/Pθ） μBθ（T）是标准状态的化学势， 该状态是温度为T，压力为Pθ，具有理想气体性质的假想状态。 1）拉乌尔定律（Raoult’s Law） 1887年，法国化学家Raoult从实验中归纳出一个经验定律：在定温下，在稀溶液中，溶剂的蒸气压等于纯溶剂蒸气压 乘以溶液中溶剂的物质的量分数 如果溶液中只有A，B两个组分，则 拉乌尔定律也可表示为：溶剂蒸气压的降低值与纯溶剂蒸气压之比等于溶质的摩尔分数。 1803年,英国化学家Henry根据实验总结出另一条经验定律：在一定温度和平衡状态下，气体在液体里的溶解度（用物质的量分数x表示）与该气体的平衡分压p成正比。用公式表示为： 或 式中 称为亨利常数，其数值与温度、压力、溶剂和溶质的性质有关。若浓度的表示方法不同，则其值亦不等，即： 使用亨利定律应注意： 1 式中p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 ，