液体混合物与溶液.ppt

➢ 集合公式：G nBB G nAA nBB ➢ G－D公式： nBdB 0 nAdA nBdB 0
xBdB 0 xAdA xBdB 0
二、敞开系统的基本关系式和化学势的其他形式
➢dG = -SdT + Vdp等基本关系式只适用于 组成不变的封闭系统中W’ = 0的过程。
➢对组成可变的封闭系统(即敞开系统)中 W’ = 0的过程，基本关系式如何表示？
例：某H2SO4(B)溶液 wB = 5%，则
xB
5
5 98 98 95
18
0.0096
bB
5 98 95
1000
0.5371mol.kg-1
(2) 在很稀的浓度范围内，以上各量成正比。
多组分系统与单组分系统的差别
• 1 在一个封闭的多组分多相系统中，对 其中的每一种物质，每一相而言，不是 分封闭的，而是敞开的系统
样的标准态和同样方法加以研究时，称之为混合物。 • 溶液：当将均匀系统中的组分区分为溶剂（A）和溶质
（B），而对二者选用不同的标准态和不同的方法加以 研究时，称之为溶液。
第三章 液体混合物与溶液
溶液的特点及其组成表示方法 一、溶液的特点 ➢ 定义：多种物质，其中每一种物质都以分子、
原子或离子的形式分散到其他物质当中。 ➢ 特点：多组分均相，组成可在一定范围内变化。
xB
nB nB
2. 质量摩尔浓度 (Molality)
bB
nB mA
mol.kg-1
3. 物质的量浓度 (浓度) Substance amount concentration
cB
nB V
mol.m-3
4. 质量分数 (mass fraction)
wB
mB mB
注：(1) 各种浓度的换算：选合适量的溶液
第三章 液体混合物与溶液
第四第章三章多液组体混分合系物与统溶热液 力学
• 前一章对象为单组分系统（纯物质）或组成恒定的系统。 • 常见的系统绝大部分为多组分系统或变组分系统 • 一些基本概念及名词术语： • 多组分单相系统：是由两种或两种以上物质以分子大小
相互均匀混合而成的均匀系统。 • 混合物：当对均匀系统中各组分（B、C、D）均选用同
1 mol Vm*,B
1
mol
V* m,CBiblioteka 形成了混合物 形成了溶液偏摩尔量 (Partial molar quantities)
一、质点数目可变系统的状态描述
➢ 质点数目可变系统：敞开系统
1. 组成可变的封闭系统相当于敞开系统：
组成不变：双变量系统 Z = f(T, p) 封闭系统 (质量守恒) 组成可变：反应、相变等
VBdnB (1)
V VBnB
∴ dV nBdVB VBdnB
(2)
比较(1)和(2)：
nBdVB
V T
dT
p,nB ,nC ,
V p
dp
T ,nB ,nC ,
Gibbs－Duhem公式
在等T，p条件下：
nBdVB 0
(1) 对二元溶液
nAdVA nBdVB 0 xAdVA xBdVB 0
偏摩尔量 (Partial molar quantities)
1. 问题的提出
结果
恒温、恒压下混合后，混合物的体积不等于混合前纯组 分体积之和：
V
nBV
* m,B
nCV
* m,C
二、偏摩尔量 ➢ 均相、多组分系统，广延性质：
X f T , p, nB , nC ,...
dX
X T
dT
p,nB ,nC ,...
(2) 意义：在等T，p条件下组成变化时遵守的关系
(3) 溶液中各组分的偏摩尔量具有相关性
(4) G－D公式的其他形式
自学，自写
其他偏摩尔量的G－D公式
偏摩尔量可通过实验测定
§3－2 化学势 (Chemical potential)
一、化学势定义
B
G nB
T , p,nC ,
➢ 意义：
➢ 强度性质：B f T , p, xB,
VB f (T , p, xB ,)
(4) 一般情况下，VB Vm,B 对纯物质 V Vm,B
当xB很大时，xB↑ VB → Vm,B ∴ 在稀溶液中 VA Vm,A
➢ 其他常用的偏摩尔量及它们之间的关系： UB， HB， SB， AB， GB，……
HB UB pVB AB UB TSB GB AB pVB HB TSB UB pVB TSB
多组分系统与单组分系统的差别
2单组分系统的广度性质具有加和性
若1
mol单组分B物质的体积为
V* m,B
则2
mol单组分B物质的体积为
2
V* m,B
而1 mol单组分B物质和1 mol单组分C物质混合,
得到的混合体积可能有两种情况：
(1) V 1 mol Vm*,B 1 mol Vm*,C
(2)
V
X p
dp
T ,nB ,nC ,...
X nB
dnB
T , p,nC ,...
X nC
dnC
T , p,nB ,...
...
二、偏摩尔量
➢ 定义：
VB
V nB
T , p,nC ,
B的偏摩尔体积
(1) 偏摩尔量的物理意义：
(2) 注意：下标是 T，p，nC，… 均相
容量性质才有相应的偏摩尔量
(3) VB是状态函数，强度性质：
三、集合公式 (Additive formula)
nBVB V
(1) 意义： (2) 二元溶液，
nAVA nBVB V
(3) 其他偏摩尔量的集合公式： 自己写出
四、Gibbs－Duhem公式 V V (T , p, nB, nC,)
dV
V T
dT
p,nB ,nC ,
V p
dp
T ,nB ,nC ,
质点数目可变 敞开系统 (质量不守恒)
2. 溶液的状态描述：
➢ 容量性质： V V (T , p, nB, nC,) 共k＋2个变量
二元溶液
V V (T , p, nA, nB)
➢ 强度性质：
(T , p, xB, xC,) 共k＋1个变量
二元溶液
(T , p, xB) (T , p, x )
➢ 分类：
气态溶液 (气体混合物) 液态溶液 ★ 固态溶液 (固溶体)
➢ 溶剂(A)和溶质(B)：
g + l → sln s + l → sln
g和s为B，l为A
l1 + l2 → sln（液体混合物） 其中量多者为A，少者为B
二、溶液组成的习惯表示方法
➢ 组成是溶液的强度性质： T，p，组成
1. 物质的量分数 (Substance amount fraction, mole fraction)