多组分系统热力学-浙江科技学院.PDF

浙江科技学院 物理化学教案 第四章 第四章 多组分系统热力学 主要内容 ●引言 ●溶液组成的表示法 ●偏摩尔量与化学势 ●稀溶液中的两个经验定律 ●混合气体中各组分的化学势 ●体混合物 ●稀溶液中各组分的化学势 ●稀溶液的依数性 ●Duhem-Margules 公式 ●非理想溶液 ●分配定律 4.1 引言： 溶液（solution） 广义地说，两种或两种以上物质彼此以分子或离子状态均匀混合所形成的体系称为溶液。 溶液以物态可分为气态溶液、固态溶液和液态溶液。根据溶液中溶质的导电性又可分为电解质溶液和 非电解质溶液。 本章主要讨论液态的非电解质溶液。 溶剂（solvent）和溶质（solute） 如果组成溶液的物质有不同的状态，通常将液态物质称为溶剂，气态或固态物质称为溶质。 如果都是液态，则把含量多的一种称为溶剂，含量少的称为溶质。 混合物（mixture） 多组分均匀体系中，溶剂和溶质不加区分，各组分均可选用相同的标准态，使用相同的经验定律，这 种体系称为混合物，也可分为气态混合物、液态混合物和固态混合物。 4.2 溶液组成的表示法 在液态的非电解质溶液中，溶质 B 的浓度表示法主要有如下四种： 1.物质的量分数 2.质量摩尔浓度 3.物质的量浓度 4.质量分数 1.物质的量分数(mole fraction) def nB x B n(总） 溶质B 的物质的量与溶液中总的物质的量之比称为溶质 B 的物质的量分数，又称为摩尔分数，单位为 1。 2.质量摩尔浓度 mB （molality） def nB m B m A 溶质B 的物质的量与溶剂 A 的质量之比称为溶质 B 的质量摩尔浓度。这个表示方法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。 3.物质的量浓度 cB （molarity） def nB c B V 1 浙江科技学院 物理化学教案 第四章 溶质 B 的物质的量与溶液体积 V 的比值称为溶质 B 的物质的量浓度，或称为溶质 B 的浓度，单位是 ， 但常用单位是 。 4.质量分数 wB （mass fraction） mB w B (m)总 溶质 B 的质量与溶液总质量之比称为溶质 B 的质量分数，单位为 1。 4.3 偏摩尔量与化学势 •单组分体系的摩尔热力学函数值 •多组分体系的偏摩尔热力学函数值 •偏摩尔量的集合公式 •Gibbs-Duhem 公式 •化学势的定义 •多组分体系中的基本公式 •化学势与压力的关系 •化学势与温度的关系 ●单组分体系的摩尔热力学函数值 体系的状态函数中 V，U，H，S，A，G 等是广度性质，与物质的量有关。设由物质 B组成的单组分体系的 物质的量为 ，则各摩尔热力学函数值的定义式分别为： 摩尔体积（molar volume） * V