多组分体系热力学5.ppt

1、第四章 多组分体系热力学,引言 4-1 均匀混合体系中组分热力学性质 4-2 化学势B 4-3 溶液理论中的两个基本实验定律 4-4 理想液态混合物 4-5 理想稀溶液 4-6 活度的基本概念 4-7 活度的测定方法 4-8 溶液中的化学反应等温方程式,4-6 活度的基本概念,4-6-1 真实多元体系对理想体系的偏差 4-6-2 活度的定义 4-6-3 活度的标准态 4-6-4 真实液态混合物或溶液中组元的化学势 4-6-5 形成真实液态混合物或溶液的混合热力学性质,4-6-1 真实多元体系对理想体系的偏差,1、偏差的描述,（1）偏差系数，又叫活度系数。 （2）渗透因子：描述真实溶液的溶剂对理

2、想稀溶液的偏差。 （3）超额函数：衡量整个溶液的不理想程度。,2、产生偏差的原因,（1）化学作用： （2）物理作用：,3、真实多元体系的一般研究方法,1907年，路易斯（Lewis）引入活度概念 用活度代替浓度，原理想体系的公式或规律可用于研究真实体系。,4-6-2 活度的定义,1、以R为基准 2、以H为基准,1、以R为基准,2、以H为基准,活度的多种定义形式,举例,解：,接上题,解：,总结,1、多值性：a会因修正式选取不同而不同，至少有aR、aH之分，另外由于H有多种形式，所以aH有多个。 2、活度计算由p实比一个常数：,4-6-3 活度的标准态,1、以R为基准，以纯物质为标态 即以真实纯物

3、质状态为标态。 常用：溶剂、炉渣中的任一组元。,示意图,标准态,2、以H为基准，以服从H的假想纯物质为标态,常用：溶质,示意图,标准态,3、以H为基准，以服从H的1%（质量）的溶液为标准态,常用：溶质,举例,解,小结,4-6-4 真实混合物或溶液中组元的化学势,真实溶液：,活度的物理意义： （1）有效浓度（经校正的浓度） （2）活泼性：activity （3）a为压力比，单位1。,真实液态混合物：,4-6-5 形成真实混合物或溶液的混合热力学性质,混合热力学性质,混合热力学性质,4-7 活度的测定方法,4-7-1 蒸气压法 4-7-2 凝固点降低法 4-7-3 化学平衡法 4-7-4 饱和溶液

4、中溶质组元活度的求法,4-7-1 蒸气压法,例1. 在330.3 K，丙酮(A)和甲醇的液态混合物在101325 Pa下平衡，平衡组成为液相xA = 0.400，气相yA =0.519。已知330.3 K纯组分的蒸气压力p A*= 104791 Pa，p B*= 73460 Pa。试说明该液态混合物是否为理想液态混合物，为什么？若不是理想液态混合物，计算各组分的活度和活度因子。(均以纯液态为标准态),解,二者不等，,4-7-2 凝固点降低法,以上二式不能进一步近似的原因：,4-7-3 化学平衡法,1、借用稀溶液反应的平衡常数 2、借用纯固态（液态）参与反应的平衡常数（即以纯物质为标态）,4-7-4 饱和溶液中溶质组元活度的求法,例2：Fe(s)在1400时从Fe-C合金（xFe=0.87）中饱和析出，求饱和溶液中Fe的活度。,例3,1540，钢中碳含量C在0.216%以下时，可按理想稀溶液处理。现测得在此浓度下，反应CO2+C = 2CO平衡时 。,（1）求平衡常数；（2）已知在C=0.425%时， ，求aC和fC；（3）石墨在钢液中达饱和后，测得 。若以石墨作为标准状态，求（2）中钢液的aC。,4-8 溶液中的化学反应等温方程式,4-8-1 理想溶液中的化学反应 4-8-2 稀溶液中的化学反应 4-8