《多組分體系熱力學(xué)》PPT課件

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1、物理化學(xué)電子教案—第四章混合物溶液活度化學(xué)勢(shì)偏摩爾量2021/7/19第四章多組分系統(tǒng)熱力學(xué)§4.1偏摩爾量§4.2化學(xué)勢(shì)§4.3氣體組分的化學(xué)勢(shì)§4.4拉烏爾定律和亨利定律§4.5理想液態(tài)混合物§4.6理想稀溶液§4.7稀溶液的依數(shù)性§4.8活度與活度因子§4.0前言2021/7/19§4-0前言1多組分系統(tǒng)分類(lèi)2溶液組成的表示法2021/7/191多組分系統(tǒng)分類(lèi)多組分系統(tǒng)單相系統(tǒng)多相系統(tǒng)混合物溶液按聚集態(tài)分按規(guī)律性分按聚集態(tài)分按規(guī)律性分氣態(tài)混合物液態(tài)混合物固態(tài)混合物理想混合物真實(shí)混合物液態(tài)溶液固態(tài)溶液理想稀溶液真實(shí)溶液2021/7/192溶液組成的表示法在液態(tài)的非電解質(zhì)溶液中，溶質(zhì)B的

2、濃度表示法主要有如下四種：1.物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)2.質(zhì)量摩爾濃度3.物質(zhì)的量濃度4.質(zhì)量分?jǐn)?shù)2021/7/192.1溶液組成的表示法1.物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)(molefraction)溶質(zhì)B的物質(zhì)的量與溶液中總的物質(zhì)的量之比稱(chēng)為溶質(zhì)B的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)，又稱(chēng)為摩爾分?jǐn)?shù)，單位為1。2021/7/192.2溶液組成的表示法2.質(zhì)量摩爾濃度bB（molality）溶質(zhì)B的物質(zhì)的量與溶劑A的質(zhì)量之比稱(chēng)為溶質(zhì)B的質(zhì)量摩爾濃度，單位是。這個(gè)表示方法的優(yōu)點(diǎn)是可以用準(zhǔn)確的稱(chēng)重法來(lái)配制溶液，不受溫度影響，電化學(xué)中用的很多。2021/7/192.3溶液組成的表示法3.物質(zhì)的量濃度cB（molarity）溶質(zhì)B的物質(zhì)的量與溶液體

3、積V的比值稱(chēng)為溶質(zhì)B的物質(zhì)的量濃度，或稱(chēng)為溶質(zhì)B的濃度，單位是mol·m-3，但常用單位是mol·dm-3。2021/7/192.4溶液組成的表示法4.質(zhì)量分?jǐn)?shù)wB（massfraction）溶質(zhì)B的質(zhì)量與溶液總質(zhì)量之比稱(chēng)為溶質(zhì)B的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，單位為1。2021/7/19§4-1偏摩爾量1問(wèn)題的提出2偏摩爾量4Gibbs-Duhem公式3偏摩爾量的測(cè)定與計(jì)算5偏摩爾量之間的函數(shù)關(guān)系2021/7/191問(wèn)題的提出20℃、常壓下當(dāng)0.5mol水與0.5mol乙醇混合時(shí)，V=37.2cm3即純物質(zhì)的某廣延量X=n理想混合物某廣延量為X=nA＋nB真實(shí)混合物系統(tǒng)：2021/7/192偏摩爾量（par

4、tialmolarquantity）對(duì)一個(gè)混合系統(tǒng),其任一廣延量X：若系統(tǒng)發(fā)生一微小的變化，則2021/7/192偏摩爾量（partialmolarquantity）表示壓力及混合物組成不變時(shí)廣延量X隨溫度的變化率；表示溫度及混合物組成不變時(shí)廣延量X隨壓力的變化率；表示溫度、壓力及除組分B外其它組分物質(zhì)的量不變的條件下，僅由于組分B的物質(zhì)的量發(fā)生微小變化引起的系統(tǒng)的廣延量X的變化率。2021/7/192偏摩爾量（partialmolarquantity）為簡(jiǎn)便起見(jiàn)，以表示全部組成不變，以表示除組分B外其它組成不變，則上式可簡(jiǎn)寫(xiě)為2021/7/192偏摩爾量（partialmolarquan

5、tity）定義：為組分B的偏摩爾量組分B的偏摩爾量是指：在溫度壓力及其它組分的物質(zhì)的量不變的條件下，廣度量X隨組分B的物質(zhì)的量的變化率。則：2021/7/192偏摩爾量（partialmolarquantity）偏摩爾量的物理意義在溫度、壓力及其它各組分物質(zhì)的量均不變的條件下，由于組分B的微小變化所引起的系統(tǒng)廣延量X的變化。則對(duì)于一恒溫、恒壓的系統(tǒng)有即：恒溫恒壓下，某一組成混合物的任一廣延量等于各組分的偏摩爾量與其物質(zhì)的量的乘積之和。2021/7/192偏摩爾量（partialmolarquantity）討論：1.只有廣度性質(zhì)才有偏摩爾量；2.只有恒溫、恒壓下系統(tǒng)的廣延量隨某一組分的物質(zhì)的

6、量的變化率才是偏摩爾量，其它條件（如等溫等容等）下的偏導(dǎo)數(shù)都不能稱(chēng)為偏摩爾量；4.對(duì)純物質(zhì)（單組分系統(tǒng)），偏摩爾量就是摩爾量。3.偏摩爾量是強(qiáng)度性質(zhì)，其數(shù)值決定于溫度、壓力和組成（組成不同其偏摩爾量不同）。5.偏摩爾量的概念對(duì)混合物和溶液均適用。2021/7/193偏摩爾量的測(cè)定與計(jì)算⑴數(shù)學(xué)分析法(計(jì)算法)：NaBr水溶液的體積與溶液濃度的關(guān)系為V=1.0029+23.189b+2.197b3/2-0.178b2溶液中NaBr的偏摩爾體積為VB=23.189+3/2×2.197b1/2-2×0.178b⑵圖解法：做出X～nB變化曲線，在某點(diǎn)處曲線切線的斜率即為組分B在該組成下的偏摩爾量。2

7、021/7/193偏摩爾量的測(cè)定與計(jì)算BCVVm=xBVB+xCVC2021/7/194Gibbs-Duhem公式在恒溫恒壓下，對(duì)式求全微分得∵恒溫恒壓下此兩式都稱(chēng)為吉布斯-杜亥姆方程.或2021/7/19Gibbs-Duhem公式由Gibbs-Duhem公式表明，在恒溫、恒壓下混合物的組成發(fā)生變化時(shí)，偏摩爾量之間是具有一定聯(lián)系的。某一偏摩爾量的變化可從其它偏摩爾量的變化中求得。例：對(duì)B、C兩組分混合系統(tǒng)有當(dāng)混合物的組成