物理化学化学势学习教案

1、会计学1物理化学物理化学(w l hu xu)化学势化学势第一页，共53页。多组分系统：两种或两种以上物质以分子大小相互混合(hnh)而成的均匀系统。多组分系统溶液混合物液态溶液固态溶液气态混合物液态混合物固态混合物溶液(rngy)按导电性分为：电解质溶液(rngy)、非电解质溶液(rngy)按规律性：理想稀溶液(rngy)、真实溶液(rngy)。理想混合物、真实混合物。第1页/共53页第二页，共53页。我们知道(zh do)，对纯物质来讲，系统的广度性质具有严格的加和性。 例. 20, 101kPa， 1mol水的体积(tj) V*m水 3/mol， 5mol水 V总=5molV*m水 3

2、V*m水可理解成每mol水在20、1个大气压力下对纯物质单相系统（5mol水）的体积(tj)所作出贡献。第2页/共53页第三页，共53页。对多组分系统，是否(sh fu)也具有加和性呢？ 5mol水 V水= 18.095 cm3 = 90.45 cm3 5mol乙醇 V乙= V*m，C5mol = 58.35 cm3/ mol5mol = 291.75 cm3二者简单相加得 V= (90.45+291.75)cm3 3对混合液体(yt)实测发现 V实测= 372cm3V= -10.2 cm3原因是水和乙醇的分子结构(fn z ji u)大小不同以及分子之间的相互作用第3页/共53页第四页，共5

3、3页。第4页/共53页第五页，共53页。C,CDB,dnnXnnpTB,B,DC,CBCBdnnXdppXdTTXdXnnpTnnTnnp在定温定压条件下，dT=0，dp=0，并令则，dX = XBdnB ，其中(qzhng) XB 称为物质B的 “偏摩尔量” BC,BBnpTnXX第5页/共53页第六页，共53页。各物质的偏摩尔量也就不同。第6页/共53页第七页，共53页。对纯物质，偏摩尔量即为摩尔对纯物质，偏摩尔量即为摩尔量。量。第7页/共53页第八页，共53页。n即 X = XAnA + XBnB n上式称为两组分系统偏摩尔量的集合公式。ABAABB000XnndXXdnXdn第8页/共

4、53页第九页，共53页。BBBCCAAXnXnXnX第9页/共53页第十页，共53页。BC,BBBnpTnGGBB,B,BCdnnGdppGdTTGdGnpTnTnp第10页/共53页第十一页，共53页。nW为其它功。B,B,BC;npTnTnpnGVpGSTGBBdGSdTVdpdn 第11页/共53页第十二页，共53页。BBBB0()= 0()dndn能能自自发发进进行行的的过过程程平平衡衡第12页/共53页第十三页，共53页。BB0dn第13页/共53页第十四页，共53页。n当系统达成平衡时，dG = 0，因此必须n B() = B()第14页/共53页第十五页，共53页。n转移的结果(

5、ji gu)使系统总G值（各相的G之和）降低。第15页/共53页第十六页，共53页。,BB322B322()2 (SO )2 (SO )(O ) 2 (SO )2 (SO )(O )T pdGdndndndndn0)O()SO(2)SO(2223)O()SO(2)SO(2223第16页/共53页第十七页，共53页。第17页/共53页第十八页，共53页。第18页/共53页第十九页，共53页。第19页/共53页第二十页，共53页。ln(/)RTppfp第20页/共53页第二十一页，共53页。的蒸汽压pB与其在混合物中的摩尔分数xB成正比，且其比例系数为纯态B在该温度下的饱和蒸汽压pB*（*表示纯物

6、质）。*BBBppx第21页/共53页第二十二页，共53页。第22页/共53页第二十三页，共53页。例题：例题：298K298K时纯时纯CHCl3CHCl3和纯和纯CCl4CCl4的饱和蒸汽压分别的饱和蒸汽压分别(fnbi)(fnbi)为为2.642.64104 Pa104 Pa和和1.5271.527104 Pa104 Pa，若两者形成理想液态混，若两者形成理想液态混合物，并由合物，并由CHCl3CHCl3和和CCl4CCl4各为各为1mol1mol混合而成。试计算混合而成。试计算 溶溶液的总蒸汽压；与溶液呈平衡的气相组成。液的总蒸汽压；与溶液呈平衡的气相组成。解：（解：（1 1）由拉乌尔定

7、律）由拉乌尔定律（2 2） xCHCl3 = 0.635; xCCl4 xCHCl3 = 0.635; xCCl4333*44CHClCHClCHCl2.654 10 Pa 0.5 1.327 10 Pa ppx444*43CClCClCCl=1.527 10 Pa 0.5 7.635 10 Pa ppx43CClCHClppp第23页/共53页第二十四页，共53页。BB(l)(g)BBB(g)(g)lnpRTpBB(sln)(g)ppRTBBBln)g()sln(第24页/共53页第二十五页，共53页。*BBBB*BB(sln)(g)lnln(l)lnpRTRTxpRTxppRT*BB*Bl

8、n)g() l (BBBln) l ()sln(xRT第25页/共53页第二十六页，共53页。水，298K下，Gm = 1.74 J，可以(ky)忽略第26页/共53页第二十七页，共53页。*Bm,BGGGB*mB,BBGG，BBB3ln(8.314298ln0.200) J3.9910 JGRTx 第27页/共53页第二十八页，共53页。B,BBxpkx第28页/共53页第二十九页，共53页。第29页/共53页第三十页，共53页。例 题 在293K时，当HCl105 Pa时，它在苯中的物质的量分数为0.0425。若293K104 Pa，问在苯与氯化氢的总压为p 时，100g苯里溶解(rngj

9、i)多少克HCl？解题思路：先求出亨利系数。第30页/共53页第三十一页，共53页。 解： 因为(yn wi) pHCl = kx,HCl xHCl 所以 kx,HCl = pHCl /xHCl 105104 Pa 又因为(yn wi)在293K时 p = pC6H6+ pHC l105Pa 所以 P*C6H6xC6H6+ kx,HCl xHCl 105Pa，即HCl144HClHCl115100mol36.5 g mol781 10 Pa+2.38 10 Pa100100molmol36.5 g mol7836.5 g mol78 1.013 10 Pa mmm得： mHCl=1.87 g

10、第31页/共53页第三十二页，共53页。p = p(rngj)。AAAln+) l (=)sln(xRT) l (A第32页/共53页第三十三页，共53页。其中其中BBBBBBBBB*B,B(sln)(g)(g)(g)ln(sln)(g)(g)lnln(sln)lnxxpRTpkRTRTxpRTxpkRTxxln)g()sln(B*B,第33页/共53页第三十四页，共53页。*B,(sln)x*Bxkp第34页/共53页第三十五页，共53页。n上式对不挥发性溶质亦可适用。)sln()sln(B,*B,xxBB,B,ln)sln()sln(xRTxx)sln(B,x第35页/共53页第三十六页，

11、共53页。BBBBBB( )ln(/)( )ln(/) mRTmm cRTcc第36页/共53页第三十七页，共53页。 依数性质：是指性质只取决于溶液中溶质粒子的数目，与溶质的本性无关。 溶质粒子可以是分子、离子、大分子或胶粒，这里(zhl)只讨论粒子是分子的情况。依数性的种类依数性的种类(zhngli)(zhngli)：1.蒸气压下降2.凝固点降低3.沸点升高4.渗透压第37页/共53页第三十八页，共53页。第38页/共53页第三十九页，共53页。A*AA*Aln+) l (=)sln(=) s (xRTRTGRTxm*A*AAl)() s (ln2mm1lnRTHTGTRTxppA 第39

12、页/共53页第四十页，共53页。f*fmfusA11lnTTRHx第40页/共53页第四十一页，共53页。*fusmffABB*fffusmf*2flnln(1)()HTTxxxRTTHTRT 第41页/共53页第四十二页，共53页。mB是溶质B的质量(zhling)摩尔浓度。于是，Bmfus2*ff)(xHTRTAB1-ABABB)mol(kg/ /kg)/1 (mol/MmMmnnx第42页/共53页第四十三页，共53页。BfBAmfus2*ff)(mKmMHTRTmfusA2*ff)(HMTRK第43页/共53页第四十四页，共53页。第44页/共53页第四十五页，共53页。第45页/共5

13、3页第四十六页，共53页。第46页/共53页第四十七页，共53页。第47页/共53页第四十八页，共53页。kgmol-1。K时有含该溶质的溶液(rngy)，测得其渗透压为1539Pa。dm3溶液(rngy)中含该溶质多少kg？第48页/共53页第四十九页，共53页。解：RTVMmBB kg10552. 1 )K2 .298()molKJ314. 8()molkg00.25()m101 . 0()Pa1539(311133BmRTVMmRTcB/BB第49页/共53页第五十页，共53页。第50页/共53页第五十一页，共53页。B*B(l)B(l)ln xRT理想(lxing)液态混合物真实(zhnsh)液态混合物B*B(l)B