多组分系统热力学.ppt

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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。 3.沸点升高(溶质不挥发) 在外压 (101.325kPa)下的沸点为正常沸点。 p外=const p外 pA 纯液态A 溶液中A c? c o? o §3.9 不挥发性溶质理想稀溶液的依数性 §3.9 不挥发性溶质理想稀溶液的依数性 p* p 纯溶剂 稀溶液 半透膜 4. 渗透压 半透膜:只允许溶剂分子通过,溶质分子不能通过。 渗透现象:一定温度时,由于纯溶剂的化学势比溶液中溶剂的化学势大(即?A*?A),所以溶剂分子可通过半透膜进入溶液。 欲阻止渗透现象发生,必须增高溶液的压力,以使溶液中溶剂的化学势增大,直到两边溶剂的化学势相等。 p – p* = ? = cRT c = nB/V(sln) 渗透压 §3.9 不挥发性溶质理想稀溶液的依数性 2. 渗透压 1. 溶液的依数性中渗透压最为灵敏,从理论上说,用渗透压方法测量溶 质的摩尔质量是最精确的,但通常是用凝固点降低法。 2. 用渗透压法测量高分子化合物的摩尔质量已成为常用的方法之一。 3. 反渗透法制备纯水 (Reverse osmosis, RO) §3.9 不挥发性溶质理想稀溶液的依数性 §3.9 不挥发性溶质理想稀溶液的依数性 RO膜包括由乙酸纤维酯制成,或是以聚硫胺与聚砜基质的混合薄层聚合物。 §3.7 理想稀溶液中物质的化学势 2. 理想稀溶液的定义 一定的温度和压力下,在一定的浓度范围内,溶剂遵守拉乌尔定律、溶质遵守亨利定律的溶液称为理想稀溶液。值得注意的是,化学热力学中的稀溶液并不仅仅是指浓度很小的溶液。 溶剂服从Raoult定律, 是在该温度下纯溶剂的饱和蒸气压。 的物理意义是:等温、等压时,纯溶剂 的化学势,它不是标准态。 §3.7 理想稀溶液中物质的化学势 2. 理想稀溶液的定义 一定的温度和压力下,在一定的浓度范围内,溶剂遵守拉乌尔定律、溶质遵守亨利定律的溶液称为理想稀溶液。值得注意的是,化学热力学中的稀溶液并不仅仅是指浓度很小的溶液。 溶剂服从Raoult定律, 是在该温度下纯溶剂的饱和蒸气压。 A A A 溶剂A的标准态为温度T,标准压力p下的纯液态A。 (1)浓度用质量摩尔浓度表示 kb,BbB 溶质的标准状态为温度T、压力为标准压力pθ,溶质的质量摩尔浓度bB=bθ=1mol·kgˉ1且符合亨利定律的理想状态。 §3.7 理想稀溶液中物质的化学势 溶质的化学势 kb,BbB 溶液中溶质的标准态 (浓度为质量摩尔浓度) 实际曲线 1.0 溶质标准态 pB=kb,BbB §3.7理想稀溶液中物质的化学势 (2)浓度用摩尔分数表示 标准态: 温度为T,压强为标准大气压强, 时又服从Henry定律状态——假想态。 §3.7 理想稀溶液中物质的化学势 溶质的 标准态 纯B 溶液中溶质的标准态 (浓度为摩尔分数) 实际曲线 服从Henry定律 §3.7 理想稀溶液中物质的化学势 溶质的化学势 图中的R点实际不存在,因那时Henry 定律不适用 溶质的 参考态 纯B 实际曲线 服从亨 利定律 W点是 时的蒸气压 §3.7 理想稀溶液中物质的化学势 (3)浓度用物质的量浓度表示 溶质的标准状态为温度T、压力为标准压力pθ,cB=cθ=1mol·dm-3且符合亨利定律的假想态。 §3.7 理想稀溶液中物质的化学势 §3.7 理想稀溶液中物质的化学势 4.溶质化学势表示式的应用举例 ? 分配定律 分配定律: 在一定温度,压力下,当溶质在共存的,两不互溶液体间达成平衡时,若形成理想稀溶液,则溶质在两液相中质量摩尔浓度比为一常数。 简单推导:设 B 在?,? 相中有相同的分子形式,在一定的 温度压力下,质量摩尔浓度分别为bB(?)与bB(?),化学势与标 准化学势分别为:?B(?),?B(?) 及 ?B0(?) ,?B0(?) 则根据 有: ) ln( B B B /b b RT μ μ + = (溶质) (溶质)

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