物理化学教学课件第四章多组分系统热力学.pptVIP

第三节 液态混合物与稀溶液的化学势 四、真实液态混合物与真实稀溶液的化学势和活度 有了活度的概念，式（4-28)可写成 需要注意的是，上式中没有对标准态化学势进行修正，因此真实液态混合物中组分B的标准态也规定为温度T、标准压力为p时的纯液体B的状态。 对于真实的稀溶液，其溶剂的化学势表达式类同于式（4-30），即： 第三节 液态混合物与稀溶液的化学势 四、真实液态混合物与真实稀溶液的化学势和活度 真实稀溶液中挥发性溶质的化学势可以通过对式（4-27）校正得到，即： 由拉乌尔定律可知，一定温度下，在稀溶液中加入溶质会使溶剂的蒸气压下降。其实，溶质的加入还会引起溶剂的沸点升高、凝固点下降，而且也会使稀溶液具有渗透压的性质。实验和理论推导均可证明，稀溶液的这些性质只与加入溶质的数量有关，而与加入溶质的性质无关。我们把这些只依赖于稀溶液中溶质分子数量，而与溶质分子本性无关的性质称为稀溶液的依数性。 第四节 稀溶液的依数性 一、蒸气压下降 第四节 稀溶液的依数性 因为讨论的溶质只有一种物质B，则1-xA=xB，代入式（4-35）可得 第四节 稀溶液的依数性 二、凝固点降低（溶质B不析出） 在一定外压下，如果将纯液体溶剂A逐渐冷却，开始有固体析出时的平衡温度就称为该纯液体溶剂A的凝固点，用T*f表示。对于稀溶液来说，如果溶质B的凝固点很低，在溶剂A析出时B不至于析出，则从溶液中析出固态纯溶剂的温度即称为该稀溶液的凝固点，用Tf表示。稀溶液的凝固点Tf会低于纯溶剂A在同样外压下的凝固点T*f，并且它们之间遵循一定的定量公式，这就是凝固点降低现象。 图4-2 稀溶液的凝固点降低 稀溶液的凝固点下降具有依数性。其定量关系公式如下： 第四节 稀溶液的依数性 二、凝固点降低（溶质B不析出） 三、沸点升高 第四节 稀溶液的依数性 溶有不挥发性溶质的稀溶液，其沸点上升具有依数性。其表达公式为: 利用沸点升高的性质也可以测定溶质的摩尔质量。 第四节 稀溶液的依数性 三、沸点升高 第四节 稀溶液的依数性 四、渗透压 如图4-4所示，在一定温度的容器中，如果用半透膜把纯溶剂与稀溶液隔开，此半透膜只能使溶剂分子透过而不能使溶质分子透过。由于纯溶剂的化学势比溶液中的化学势高，溶剂分子就通过半透膜渗透到溶液中从而使溶液液面上升，此种现象称为渗透现象。 式（4-40）称为稀溶液的范特霍夫渗透压公式。由此式可以看出，溶液渗透压的大小只由溶液中溶质的浓度决定，而与溶质的本性无关，故渗透压也是溶液的依数性质。 第四节 稀溶液的依数性 四、渗透压 化学势的概念广泛应用于化学热力学、统计物理学以及生物流体力学等学科中。从宏观上看，物质的化学势就决定了物质的转移方向。化学势的实质就是相平衡和化学平衡中物质迁移的驱动力。前面学习了化学势的最常用形式，即偏摩尔吉布斯函数。其实，在实际应用中还会用到其他形式的化学势。 第五节 化学势的表示及应用 前面已学习了多组分系统中吉布斯函数G的热力学基本方程，即 类似地，对于热力学函数U、焓H、亥姆霍兹函数A也有相应的热力学基本方程，如对于H，将定义式H=G+TS两边微分，可得 第五节 化学势的表示及应用 一、多组分系统热力学基本方程及其他形式的化学势 第五节 化学势的表示及应用 一、多组分系统热力学基本方程及其他形式的化学势 因此可有 1.用作多组分系统中粒子迁移方向和系统平衡的判据 多组分系统在趋于平衡的过程中，系统中的粒子有从化学势高(浓度大)处向化学势低(浓度小)处的净流动，达到平衡态时，粒子在系统中各处的化学势都相等。  2.用作化学反应进行的方向和化学平衡移动方向的判据 化学反应总是自动地向着体系化学势总和减小的方向进行，即从化学势总和高的一方向化学势总和低的一方进行，直到达到平衡为止 3.在其他方面的应用 物质分子的扩散动力是化学势梯度，在生物流体力学中已证明，若溶液浓度很稀，溶质分子间的相互作用可忽略不计，那么溶液中组分B的扩散速率取决于其化学势梯度。 第五节 化学势的表示及应用 二、化学势的应用 第五节 化学势的表示及应用 二、化学势的应用 第一节 偏摩尔量与化学势 第二节 气体组分的化学势 第三节 液态混合物与稀溶液的化学势 第四节 稀溶液的依数性 第五节 化学势的表示及应用 第四章 多组分系统热力学 第一节 偏摩尔量与化学势 一、偏摩尔量 式（4-2)表示的含义是当恒温、恒压且除了B物质以外的其他组分的物质的量不变时，系统的广度量X随着B的物质的