化工原理多组分系统热力学.ppt

§4.3 气体组分的化学势 P160 一. 理想气体的化学势 1.纯 理想气体 ∵ 一定温度下，纯理想气体的： 若在 和任意 之间积分： ∴ 2.混合理想气体： pB为理想气体混合物中B组分的分压 P161 二. 真实气体的化学势 P162 1.纯真实气体： 2.混合真实气体： 摩尔体积之差 偏摩与理摩体积之差 拉乌尔定律 §4.5 拉乌尔定律和亨利定律 P168 1、液态混合物和溶液的饱和蒸气压 气态混合物的总压力为p, 则 p 即为温度T下该液态混合物或溶液的饱和蒸气压。 p g pA pB pC ? xA xB xC ? T一定 液态混合物和溶液的气, 液平衡 l 若溶质B, C……均不挥发, 则 p = pA 按分压定义 pA＝yAp pB＝yBp pC＝yCp …… 则 …… 2、 拉乌尔定律 Raoult law P169 表示一定温度下,稀溶液溶剂A的pA 与p*A , xA的关系： 1.内容： 拉乌尔定律的适用条件及对象 是稀溶液中的溶剂。 2.适用对象： 例2 3.微观解释：P170 溶剂分子 溶质分子 拉乌尔定律的微观理解 以溶质不挥发的稀溶液为例, 因溶质含量很少, 溶质分子的存在引起分子间力的改变可忽略, 每个溶剂分子进入气相的概率(或难易程度)与纯溶剂相同 ; 但由于溶质占据了部分溶剂分子位置, 导致蒸汽压按比例 ( xA )下降。 3、亨利定律 Henry law P169 实验表明: 一定温度下, 气体在液体中的溶解度与该气体在气相中的平衡分压成正比. 这一规律对溶液中挥发性溶质同样适用。 1.内容： 一定温度下,稀溶液中挥发性溶质B在平衡气相中的分压力pB与该溶质B在平衡液相中的摩尔分数xB成正比。 kx, B ?亨利常数, 与T及溶剂, 溶质的性质有关。 pB = kx, BxB 2.适用对象： 稀溶液中的溶质，且溶质在两 相中的分子形态必须相同。 3.微观解释： P170 稀溶液中挥发性溶质B含量很少, 其周围几乎完全由溶剂分子所包围, 每个溶质分子进入气相的概率(或难易程度)仅取决于A-B间的作用力 , 那么进入气相的全部B分子数目(正比于分压)就取决于液相中B分子的多少(即浓度)。 溶剂分子 溶质分子 亨利定律的微观理解 非稀溶液, 每个溶质分子进入气相的难易程度取决于A-B和B-B分子间的作用力, 两种作用力的相对贡献大小是随浓度而变的。 溶剂分子 溶质分子 亨利定律的微观理解 4、拉乌尔定律与亨利定律的比较 P171 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 2005年第11次课 5、 亨利定律的其它形式 P169 当溶质的组成用cB , bB 等表示时, 亨利定律可表示成： 6、几点说明 1.亨利定律的应用条件与对象是稀溶液(严格地说是理想稀溶液)中的溶质, 且溶质在两相中的分子形态必须相同。 2.当有几种气体共存时, 每一种分别适用于亨利定律。 5.同一种溶液,若溶剂满足拉乌尔定律, 溶质就满足亨利定律。 例3例13例14例15 3.亨利常数随温度升高而增大。 4.亨利常数的大小和单位与采用的组成表示方式有关。 理想溶液 P172例4.5.1 §4.6 理想液态混合物 P172 1. 理想液态混合物 Ideal solutions P172 若某液态混合物中任意组分B在全部组成范围内都遵守拉乌尔定律 pB＝pB*xB , 则称为理想液态混合物。 定义： 推导 2. 理想液态混合物中任一组分的化学势 近似为： g p pB pC pD ? xB xC xD ? l T一定 理想液态混合物的气 - 液平衡 每一组分均满足 pB = p*B xB 理想液态混合物在T, p下与其蒸气呈平衡, ? B(l, T, p, xC) = ?B(g, T, pB) 简写成 返回 近似为： 理想混合物中各组分B的标准态规定为: 温度为T, 压力为p?下的该组分纯液体。标准化学势??B(l, T)仅是温度的函数。 3.理想液态混合物的混合性质P174 理想液态混合物的混合性质指的是由纯液体B、C在恒温、恒压下形成理想液态混合物这一混合过程中，系统的四个重要性质V、H、S、G的变化。 B+C B C + (2) ?mixH