多组分系统热力学.ppt

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1、多组分系统热力学第三章§3.1偏摩尔量§3.2化学势§3.3气体组分的化学势§3.4逸度及逸度因子§3.5拉乌尔定律和亨利定律§3.6理想液态混合物§3.7理想稀溶液§3.8活度和活度因子§3.9稀溶液的依数性1.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。基本概念2.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

2、。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。3.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。基本概念基本概念多组分系统单相混合物溶液气态混合物液态混合物固态混合物液态溶液固态溶液电解质溶液非电解质液态溶液理想体系真实体系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

3、的量浓度4.质量分数基本概念1.物质的量分数(molefraction)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。基本概念2.质量摩尔浓度mB（molality）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，单位是。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。基本概念3.物质的量浓度cB（molarity）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

4、是。基本概念4.质量分数wB（massfraction）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。基本概念§3.1偏摩尔量单组分密闭系统的状态–只需要两个状态性质（T,p）多组分均相体系?水乙醇混合物+150cm350cm3195cm3100cm3100cm3192cm3水乙醇混合物+50cm3150cm3193cm3水乙醇混合物+在25C和标准压力V=nBVm,B*+nAVm,A*（理想体系）V≠nBVm,B*+nAVm,A*（真实体系）§3.1偏摩尔量1.偏摩尔量的定义多组分系

5、统的任一种容量性质X（如V，U，H，S，A，G等），可以看做是温度T、压力p及各物质的量nB，nC，∙∙∙的函数：X=f(T,p,nB,nC,nD,∙∙∙)当系统的状态发生任意无限小量的变化时：定温定压,dT=0,dp=0令:XB=(3.2)dX=XBdnB(3.3)dX=dT+dp+dnB+∙∙∙(3.1)XTp,nB,nC∙∙∙XpT,nB,nC∙∙∙XnBT,p,nC,nD∙∙∙XnBT,p,nC≠B∙∙∙偏摩尔量的物理意义：在定温定压条件下，往无限大的系统中（可以看作其浓度不变

6、）加入1mol物质B所引起的系统中某个（容量性质的）热力学量X的变化。偏摩尔量§3.1偏摩尔量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。如物质B组成的单组分体系，多组分体系VB=(∂V/∂nB)T,P,ncAB=(∂A/∂nB)T,P,ncGB=(∂G/∂nB)T,P,ncHB=(∂H/∂nB)T,P,ncUB=(∂U/∂nB)T,P,ncSB=(∂S/∂nB)T,P,nc§3.1偏摩尔量几点注意事项:只有在定温和定压条件下才有偏摩尔量。只有广度性质才有偏摩尔量，而偏摩尔量是

7、强度性质。纯物质的偏摩尔量就是它的摩尔量。任何偏摩尔量都是T，p和组成的函数。§3.1偏摩尔量XB=XnBT,p,nC≠B∙∙∙偏摩尔量除与T、p有关外，还与系统的浓度有关。在温度和压力不变的条件下，系统的浓度不同，则各物质偏摩尔量就不同；如浓度不变，则各物质的偏摩尔量也不变。mnBVO偏微商-曲线的斜率即为浓度m时系统中物质B的偏摩尔体积VB。2.偏摩尔量的测定§3.1偏摩尔量设一个均相体系由1、2、k个组分组成，则体系任一容量性质Z应是T，p及各组分物质的量的函数，即：在等温、等压条件下：dnB

8、§3.1偏摩尔量按偏摩尔量定义,在保持偏摩尔量不变的情况下，对上式积分则§3.1偏摩尔量这就是偏摩尔量的集合公式，说明体系的总的容量性质等于各组分偏摩尔量的加和。例如：体系只有两个组分，其物质的量和偏摩尔体积分别为和，则体系的总体积为：§3.1偏摩尔量§3.1偏摩尔量T,p=const.VmBVmA0.0B1.0CxCabcdVm=xBVm,B*+xCVm,C*=Vm,B*+(Vm,C*-Vm,B*)XcVBVcab=xBVBac=xC