多组分系统的热力学优秀PPT.ppt

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1、多组分系统的热力学第1页，本讲稿共24页偏摩尔量的集合公式偏摩尔量的集合公式Gibbs-Duhem公式公式 偏摩尔量定义偏摩尔量定义第2页，本讲稿共24页定义定义第3页，本讲稿共24页3.1 引言引言3.2 多多组组分系分系统组统组成的表示法成的表示法3.3 偏摩尔量偏摩尔量3.4 化化学学势势及其及其应应用用3.5 相律相律3.6 混合混合气气体中体中组组元的化元的化学学势势3.7 稀溶液的稀溶液的气气液平衡液平衡3.8 理想混合物（理想溶液）和理想稀溶液理想混合物（理想溶液）和理想稀溶液3.9 液体混合物中液体混合物中组组分的化分的化学学势势3.10 液体溶液中液体溶液中组组分的化分的化学

2、学势势3.11 混合混合热热力力学学性性质质第三章第三章 多组分系统的热力学多组分系统的热力学第4页，本讲稿共24页3.6 混合气体中组元的化学势混合气体中组元的化学势p 纯理想气体的化学势纯理想气体的化学势p 理想气相混合物中各组分的化学势理想气相混合物中各组分的化学势p 实际实际气体中组分的化学势气体中组分的化学势第5页，本讲稿共24页纯理想气体的化学势纯理想气体的化学势只有一种理想气体，只有一种理想气体，第6页，本讲稿共24页纯理想气体的化学势纯理想气体的化学势这是理想气体化学势的表达式。这是理想气体化学势的表达式。i(g)是温度为是温度为T，压力为标准压力时理想气体，压力为标准压力时理

3、想气体 i 的化的化学势，这个状态就是学势，这个状态就是气体的标准态气体的标准态。第7页，本讲稿共24页理想气体混合物中各组分的化学势理想气体混合物中各组分的化学势理想气体混合物中某一种气体理想气体混合物中某一种气体B的化学势的化学势混合理想气体分子之间除弹性碰撞之外没有其他作用力混合理想气体中某一组分B的行为应该等同于B组分独立存在并占有相同体积的行为混合理想气体中B组分的化学势就应与纯态时B组分的化学势相等。第8页，本讲稿共24页9实际气体中组分的化学势实际气体中组分的化学势f:逸度逸度(fugacity)，可看作，可看作有效压力，有效压力，单位与单位与 p 相同相同。:逸度因子，逸度因子

4、，量纲为一量纲为一1901年，年，路易斯路易斯（Lewis）提出：）提出：保留理想气体化学势的表保留理想气体化学势的表示式，把实际气体和理想气体的偏差都放在压力项上，引入示式，把实际气体和理想气体的偏差都放在压力项上，引入“逸度逸度”的概念，逸度用的概念，逸度用“f”表示：表示：第9页，本讲稿共24页实际气体中组分的化学势实际气体中组分的化学势标准态化学势标准态化学势B(T)）对理想气体：对理想气体：P=P=100kPa时的化学势时的化学势；对实际气体：对实际气体：f=P=100kPa时的化学势时的化学势 （实际气体（实际气体PP），为假想状态。），为假想状态。第10页，本讲稿共24页气体中组

5、分的化学势小结气体中组分的化学势小结纯理想气体纯理想气体混合理想气体混合理想气体混合实际气体混合实际气体第11页，本讲稿共24页3.7 稀溶液的气液平衡稀溶液的气液平衡p 拉乌尔（拉乌尔（Raoult）定律）定律p 亨利（亨利（Henry）定律）定律第12页，本讲稿共24页溶液的气液平衡溶液的气液平衡液态混合物及溶液的气、液平衡液态混合物及溶液的气、液平衡一般：一般：xAyA,xByB,xCyCppApBpC分压定律：分压定律：pAyAp，pByBp，pCyCp第13页，本讲稿共24页溶液的气液平衡溶液的气液平衡A solution and a pure solvent in a closed

6、 environment(a)initial stage.(b)after a period of time,the solvent is completely transferred to the solution第14页，本讲稿共24页拉乌尔（拉乌尔（Raoult）定律）定律 1886年，拉乌尔年，拉乌尔(Raoult F M)恒温下，稀溶液中溶剂恒温下，稀溶液中溶剂A在气相中的蒸气分压在气相中的蒸气分压pA等于该纯溶剂的饱和蒸气压等于该纯溶剂的饱和蒸气压pA*与该溶液中溶剂的摩与该溶液中溶剂的摩尔分数尔分数xA的乘积。的乘积。第15页，本讲稿共24页溶剂蒸气压下降的相对值决定于溶质的浓溶

7、剂蒸气压下降的相对值决定于溶质的浓度或数量，与其本性无关。度或数量，与其本性无关。Raoult定律适用范围定律适用范围：(1)无限稀溶液中的溶剂，且其蒸气服从理想气体状态方无限稀溶液中的溶剂，且其蒸气服从理想气体状态方程，无论溶质挥发与否。程，无论溶质挥发与否。(2)如果两种分子大小和结构越相近，则适用浓度范围如果两种分子大小和结构越相近，则适用浓度范围越宽。越宽。拉乌尔（拉乌尔（Raoult）定律）定律第16页，本讲稿共24页拉乌尔（拉乌尔（Raoult）定律）定律第17页，本讲稿共24页定律的微观解释定律的微观解释不同溶剂蒸气压的大小由液体分子间相互作用力决定不同溶剂蒸气压的大小由液体分子

8、间相互作用力决定 溶液很稀时，溶质的分子很少，溶质分子与溶剂分子溶液很稀时，溶质的分子很少，溶质分子与溶剂分子之间的作用力才能很小，以至可以忽略，之间的作用力才能很小，以至可以忽略，只有这样，溶剂只有这样，溶剂的蒸气压才能与它本身在溶液中的分子数成正比，而与溶质的蒸气压才能与它本身在溶液中的分子数成正比，而与溶质的本性无关的本性无关。实际上只有实际上只有溶液很稀时溶液很稀时才能遵守才能遵守拉乌尔定律拉乌尔定律。第18页，本讲稿共24页定律的微观解释定律的微观解释稀溶液中的稀溶液中的溶质溶质气液平衡规律还服从拉乌尔定律吗？气液平衡规律还服从拉乌尔定律吗？第19页，本讲稿共24页亨利（亨利（Hen

9、ry）定律）定律1803年年 亨利亨利(Henry W)一定温度下，微溶气体一定温度下，微溶气体B在溶剂在溶剂A中的溶解度中的溶解度xB与该气体在气相中的分与该气体在气相中的分压压 pB 成正比。成正比。实验表明，享利定律也适用于稀溶液中挥发性溶质的气、实验表明，享利定律也适用于稀溶液中挥发性溶质的气、液平衡液平衡(如乙醇水溶液如乙醇水溶液)。第20页，本讲稿共24页图形表示图形表示亨利（亨利（Henry）定律）定律第21页，本讲稿共24页Henry定律的不同形式定律的不同形式亨利（亨利（Henry）定律）定律Henry常数可看作是虚拟的（具有无限稀释溶液性质）常数可看作是虚拟的（具有无限稀释

10、溶液性质）单位浓度的溶液中溶质的蒸气压。单位浓度的溶液中溶质的蒸气压。第22页，本讲稿共24页适用范围适用范围（1）稀溶液中的挥发性溶质；）稀溶液中的挥发性溶质；（2）若上方是混合气体，定律中对应的是）若上方是混合气体，定律中对应的是B的分压；的分压；（3）溶质在气液两相中的分子形态相同；）溶质在气液两相中的分子形态相同；例例1：HCl溶解于苯中形成的稀溶液；溶解于苯中形成的稀溶液；HCl溶解于水溶解于水。例例2：同核双原子分子气体：同核双原子分子气体：O2、N2、H2、溶于水：溶于水：溶于金属液：溶于金属液：亨利（亨利（Henry）定律）定律第23页，本讲稿共24页Homework教材162页4、7题。第24页，本讲稿共24页