1、第三章多组分体系热力学 对于多组分体系 基本要求及主要公式 2 摩尔量的集合公式Z nBZmB 一 偏摩尔量 1 定义 在dT 0 dp 0时 上式 令 ZmB为多组分体系B物质Z的偏摩尔量 0自发 三 多组分单相体系热力学公式dU TdS pdV BdnBdH TdS Vdp BdnBdA SdT pdV BdnBdG SdT Vdp BdnB 二 化学势 1 定义 2 作判据dGTp BdnB 0 0可逆 1 纯理想气体 T RT p p 2 混合理想气体 B B T RT pB p 3 实际气体 T RT f p 4 混合实际气体 B B T RT fB p 四 溶液 1 气态溶液化学势
2、的表示方法 1 拉乌尔定律 pA p AxA 2 亨利定律 pB kxxB kccB kmmB 2 溶液中的两个经验定律 3 理想溶液 1 定义 任意一组分在全部浓度范围内都服从拉乌尔定律的液态混合物 2 各组分化学势的表达式 B B T p RT xB 3 理想溶液的通性 V混 0 H混 0 S混 0 G混 0 4 稀溶液 1 定义 理想稀溶液是溶质的浓度趋于零的溶液 这时溶剂服从拉乌尔定律 溶质服从亨利定律 2 各组分化学势的表达式A A A T p RT xAB B B T p RT xB B B T p RT cB c B B T p RT mB m 3 稀溶液的依数性a蒸汽压下降 p
3、 p AxBb沸点升高 T kbmBc凝固点下降 T kfmBd渗透压 CBRT 5 非理想溶液 1 定义 溶液中溶质的含量不是很少 溶剂不遵守拉乌尔定律 溶质不遵守亨利定律 2 各组分化学势的表达式A A A T p RT AxA A T p RT aAaA pA pA A pA pA xA aA xA B B B T p RT aBxaBx BxB x pB kxxB B B T p RT aBcaBC ccB c c pB kccB B B T p RT aBmaBm mmB m m pB kmmB 练习题 1 化学势等于溶液中各组分化学势之和 2 对于纯组分化学势等于其吉布斯函数 3
4、在同一稀溶液中组分B的浓度可用xB mB cB表示 因而标准的选择是不同的 所以相应的化学势也不同 4 在一定的温度和同一溶剂中 某气体的亨利系数越大 则此气体在该溶剂中的溶解度也越大 5 在相平衡体系中 当物质B在其中的一相达饱和时 则其在所有相中都达饱和 一 判断题 1 A和B形成理想溶液 已知在TK时pA 2pB 当A和B的二元液体中xB 0 5时与其平衡的气相中A的物量分数是 1 1 2 3 4 3 2 3 4 1 2 而 3 二 选择题 2 313K时 纯液体A的饱和蒸汽压是纯液体B的21倍 二者能形成理想溶液 若气相中A和B的物量分数相同 则液相中A和B的物量分数之比xA xB为
5、1 1 21 2 21 1 3 22 21 4 1 22 设总压为p 那么 1 3 在298K时 A和B两种气体在同一溶剂中的亨利常数分别为kA和kB且kA 2kB 当A和B压力相同时 在该溶液中A和B的浓度关系为 1 cA cB 2 cA 2cB 3 2cA cB 4 不能确定 3 4 在273K 101325Pa下 s 冰和 l 水的化学势 1 s l 2 s l 3 s l 4 不能确定 5 在298K 101325Pa下 s 冰和 l 水的化学势 1 s l 2 s l 3 s l 4 不能确定 3 1 1 在298K 101 325Kpa下 将0 5mol苯和0 5mol甲苯混合成理
6、想溶液 该过程的 V H S G 0 0 5 76J K 1 1716J 三 填空题 2 2molA和1molB形成理想溶液 已知pA 90kPa pB 30kPa 若气相的量相对于液相而言很小 则气相中两物质物质量分数之比yA yB 6 1 3 在一完全密闭的透明恒温箱中 放置两杯液体 A杯为纯水 B杯为蔗糖水溶液 经足够长的时间后 可观察到A杯 B杯 减少 增加 4 温度为T时 纯A的饱和蒸汽压为p 化学势为 A 在101 325kPa的凝固点为Tf 当A中溶入少量不形成固态溶液的溶质而形成稀溶液时 则有pA pA A A Tf Tf 5 在298K时 当糖水和食盐水的浓度相同时 其渗透压 糖水 盐水 1 两个由A和B形成的理想溶液 已知第一个含有1molA和3molB它的总蒸气压为101 325kPa 第二个含2molA和2molB 它的总蒸气压大于101 325kPa 但若加入6molC后 总蒸气压降到101 325kPa 已知纯C的蒸气压为81 060kPa 且与A和B形成的理想溶液 若平衡时气相的量很小 可忽略 求纯A和纯B在此温度下的饱和蒸气压 四 计算 解
