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多组分系统热力学Thermodynamicsof

Multi-componentsSystem

2024/9/222第一节引言(Introduction)(一)多组分系统的分类单相多组分定义：两种或两种以上的物质均匀混合，彼此以分子（或）原子大小的数量级均匀分布而构成均匀相，在系统中任何部分都具有相同的性质。多相多组分系统：可分为多个单相多组分。

2024/9/223（二）单相多组分系统的分类单相多组分可按聚集状态分为：气态，液态和固态多组分系统。单相多组分系统可按处理方法分为混合物：不区分溶质和溶剂，使用同一种热力学方法进行处理。溶液：区分溶质和溶剂，使用不同的热力学方法进行处理；稀溶液：溶质数量很少的溶液。液态单相多组分系统可按其电性质分为：电解质和非电解质。

2024/9/224（三）多组分系统的表示法（1）物质B的质量分数（wB）（2）物质B的物质的量分数（xB）（物质B的摩尔分数）（3）物质B的浓度(cB)（物质B的物质的量浓度）（4）物质B的质量摩尔浓度(bB)

2024/9/225在无限稀释的溶液中，任何一种浓度的表示法均与其他浓度的表示法成正比的关系。在两组分系统中，cB=(ρ/MA)xBwB=(MA/MB)xBbB=(1/MA)xB ρ：液态系统的密度MA、MB:各组分的分子量

2024/9/226二组分系统中：

2024/9/227第二节偏摩尔量

(PartialMolarQuantities)多组分系统中，任一组分物质的量的变化对系统状态函数的影响。由几种纯组分形成液态多组分系统时，由于分子间的相互作用及分布状况的变化，除质量外，系统的其他广延量不仅决定于T，P，还决定于系统中各物质的量，决定于组成。

2024/9/228乙醇的质量百分浓度V乙醇/cm3（58.4）V水/cm3（18）混合前的体积（相加值)/cm3混合后的体积(实验值)/cm3ΔV/cm31012.6790.36103.03101.84-1.193038.0170.28108.29104.84-3.455063.3650.20113.55109.43-4.127088.6936.12118.81115.25-3.5690114.0310.04124.07122.25-1.82

2024/9/229（一）偏摩尔量

(PartialMolarQuantities)在由k个组分形成的多组分系统中，任一广延量X是T，P，n1，n2，…，nk的函数，即X=X(T，P，n1，n2，…，nk)当系统发生微小变化时，由T，P，n1，n2，…nk等变化而引起X的变化为：

2024/9/2210nJ:表示所有组分的物质的量均不变.

nC:表示除nB外其余组分不变.

2024/9/2211意义：1.在T，P，组成不变化的情况下，XB随nB的变化率；2.为两种广延量之比，故为强度性质。3.如为恒温恒压过程，则为偏摩尔量

2024/9/2212（二）偏摩尔量的集合公式在一定的T，p下，多组分系统的任一广延量等于各组分在该组成下的偏摩尔量与其物质的量的乘积之和。

2024/9/2213例3-1.25℃时，100kPa下，χ（甲醇）=0.400的甲醇水溶液。如向大量此种溶液中加入1mol的水，溶液的体积增加17.35cm3，加入1mol甲醇，溶液的体积增加39.01cm3。试计算在此条件下将0.400mol甲醇和0.600mol的水混合，溶液的体积为多少？混合过程中体积变化为多少？已知25℃时，ρ（甲醇）=0.7911g·cm-3，ρ（H2O）=0.9971g·cm-3

2024/9/2214解：V=n甲V甲+n水V水V甲=39.01cm3·mol-1；V水=17.35cm3·mol-1；V后=39.01?0.400+17.35?0.600=26.0cm3；V前=ΔV=-1.0cm3

2024/9/2215例.已知NaCl与1000gH2O组成的溶液，在室温下，V/cm3与nNaCl之间有下列关系：V=55.5V*+16.4nNaCl+2.5n2NaCl-1.2n3NaCl式中V*为水的摩尔体积，求nNaCl=0.5时NaCl的偏摩尔体积。解：

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2024/9/2218（四）同一组分的各种偏