多组分系统热力学2探讨.ppt

第四章 多组分系统热力学 4.1 偏摩尔量 4.2 化学势 4.3 气体组分的化学势 4.4 拉乌尔定律和亨利定律 4.5 理想液态混合物 4.6 理想稀溶液 4.7 稀溶液的依数性 4.8 逸度与逸度因子 4.9 活度与活度因子 4.4拉乌尔定律和亨利定律 组成的表示 拉乌尔定律 亨利定律 拉乌尔定律和亨利定律的对比 组成表示 4.4 拉乌尔定律和亨利定律 4.4拉乌尔定律和亨利定律 4.5理想液态混合物 理想液态混合物 理想液态混合物中任一组分的化学势 理想液态混合物的混合性质 理想液态混合物的混合性质 4.5理想液态混合物 4.7 稀溶液的依数性 凝固点下降的定性解释 沸点上升(溶质不挥发) 渗透压（osmotic pressure） 逸度系数 4.9活度与活度因子 因为分子间无相互作用力，因而其中某一组分 B 在某温度 T，总压力 p，摩尔分数 yB, (即分压力pB)下的化学势与它在 T，pB下的纯气体的化学势相同，即： 2. 理想气体混合物中任一组分的化学势： 等同于： 化学势为 3. 纯真实气体的化学势： 标准态：真实气体的标准态规定为温度T，标准压力 下 的假想的纯态理想气体。 此即 B(g, p?0) 4 .真实气体混合物中任一组分的化学势 此即 B(pg,mix, p?0) 等同于： §4.3 气体组分的化学势 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， 1. 纯理想气体的化学势 本节重点 2. 理想气体混合物中任一组分的化学势 3. 纯真实气体的化学势 摩尔分数： 质量分数： 物质的量浓度： 质量摩尔浓度: 质量摩尔浓度的优点是可以用准确的称重法来配制溶液，不受温度影响，电化学中用的很多。 2. 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 ，用公式表示为： 3. 亨利定律（Henry’s Law） 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 xB 表示）与该气体的平衡分压 pB 成正比。用公式表示为： 式中 称为亨利定律常数，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： 注意： (3) 几种气体同时溶于同一溶剂中形成稀溶液，亨利定律分别适用于每种气体。 (4) 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。 (1) 当使用不同的组成标度时，亨利系数的单位不同。 (2) 温度不同，亨利系数不同，温度升高，亨利系数增加。 换言之，同样分压下温度升高，气体的溶解度减小。 溶剂: 每个溶剂分子进入气相的概率(或难易程度)由A-A分子间力决定; 挥发性溶质: 每个溶质分子B 进入气相的概率(或难易程度)由B-A分子间力决定, 溶剂分子 溶质分子 微观图像 4.拉乌尔定律和亨利定律的微观解释 稀溶液中, 溶质分子数目很少. 但由于溶质占据了部分溶剂分子位置, 导致溶剂的蒸气压按比例(xA)下降. 那么进入气相的全部B 分子数目( 分压)就仅取决于液相中B分子的数目(浓度). p 01 A xB B 稀溶液区 稀溶液区 pA=f(xB) pB=f(xB) pB* kx, A pA=kx,AxA pA* pA= pA* xA pB= pB* xB kx, B pB=kx, BxB 5.拉乌尔定律和亨利定律的对比 本节重点 1. 拉乌尔定律 适用于稀溶液中的溶剂，以及理想液态混合物中任一组分 2. 亨利定律 适用于稀溶液中的挥发性溶质 溶质在气相和在溶液中的分子状态必须相同。 使用不同的组成标度时，亨利系数的单位不同。 温度升高，亨利系数增加。 任一组分在全部浓度范围内都符合拉乌尔定律； 从分子模型上看，各组分分子彼此相似，在混合时没有热效应和体积变化，这种溶液称为理想液态混合物。光学异构体、同位素和立体异构体混合物属于这种类型。 1. 理想液态混合物定义 2. 理想液态混合物中任一组分的化学势 若在温度 T 下，组分B、C、D形成理想液态混合物。气液两相平衡时，混合物中任一组分B在液相中的化学势等于他