《第4章_多组分系统的热力学_第6节_拉乌尔定律和亨利定律_第7节_理想混合物》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第4章_多组分系统的热力学_第6节_拉乌尔定律和亨利定律_第7节_理想混合物（28页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、1,4.6 拉乌尔定律和亨利定律,拉乌尔（Raoult）定律,亨利（Henry）定律,2,溶液的气液平衡,液态混合物及溶液的气、液平衡,一般：xAyA, xByB, xCyC ppApBpC 分压定律： pAyAp，pByBp， pCyCp,3,溶液的气液平衡,A solution and a pure solvent in a closed environment (a) initial stage. (b) after a period of time, the solvent is completely transferred to the solution,4,拉乌尔（Raoult）定
2、律,1886年，拉乌尔(Raoult F M) 恒温下，稀溶液中溶剂A在气相中的蒸气分压pA等于该纯溶剂的饱和蒸气压pA*与该溶液中溶剂的摩尔分数xA的乘积。,5,溶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。,Raoult定律适用范围： 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。 如果两种分子大小和结构越相近，则适用浓度范围越宽。,拉乌尔（Raoult）定律,6,拉乌尔（Raoult）定律,7,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,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，只有这样，溶剂
3、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。,实际上只有溶液很稀时才能遵守拉乌尔定律。,8,定律的微观解释,稀溶液中的溶质,气液平衡规律还服从拉乌尔定律吗？,9,亨利（Henry）定律,1803年 亨利(Henry W) 一定温度下，微溶气体B在溶剂A中的溶解度xB与该气体在气相中的分压 pB 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、液平衡(如乙醇水溶液)。,10,图形表示,亨利（Henry）定律,11,Henry定律的不同形式,亨利（Henry）定律,Henry常数可看作是虚拟的（具有无限稀释溶液性质）单位浓度的溶液中溶质的蒸气压。,12,（1）稀溶液
4、中的挥发性溶质； （2）若上方是混合气体，定律中对应的是B的分压； （3）溶质在气液两相中的分子形态相同； 例1：HCl溶解于苯中形成的稀溶液； HCl溶解于水 。 例2：同核双原子分子气体：O2、N2、H2、 溶于水： 溶于金属液：,适用范围,亨利（Henry）定律,13,4.7 理想混合物,理想混合物 (ideal mixture)（理想溶液）,理想稀溶液（ideal dilute solution）,14,理想混合物：又称理想溶液。 在一定温度下，任意组分在全部组成范围内都遵守Raoult定 律。,理想混合物（理想溶液）,15,宏观模型,理想混合物（理想溶液）,16,理想混合物（理想溶液
5、）,17,（1）fAAfBBfAB （2）(分子)(分子),理想混合物（理想溶液）,各组分分子彼此相似，在混合时没有热效应和体积变化。 光学异构体、同位素和立体异构体混合物属于这种类型。,从分子模型上看，,例：同位素混合物（H2O+D2O） 同分异构体（对、邻或间二甲苯） 同系物（苯+甲苯；正己烷正庚烷） 冶金上的炉渣,18,理想稀溶液,理想稀溶液： 溶剂服从Raoult定 律，溶质服从Henry定律。,19,举 例 1,100时，纯CCl4及纯SnCl4的蒸气压分别为1.933105Pa 及 0.666105Pa。这两种液体可组成理想液态混合物。 假定以某种配比混合成的这种液态混合物，在外压
6、力为1.013105Pa的条件下，加热到100时开始沸腾。 计算： （1）沸腾时该液态混合物的液相组成； （2）该液态混合物开始沸腾时的第一个气泡的组成。,20,分 析,(2) 开始沸腾时第一个气泡的组成，即上述溶液的平衡气相组成，由分压定义和拉乌尔定律，即可求得平衡气相组成。,(1) 理想液态混合物两组分都遵守拉乌尔定律，应用拉乌尔定律，即可求得平衡气相的蒸气总压与平衡液相组成的关系,答 案 xB = 0.726 yA= 0.523,21,解题过程,解：(1) 分别以A和B代表CCl4和SnCl4，则 pA*=1.933105Pa；pB*=0.666105Pa,(2) 开始沸腾时第一个气泡的
7、组成，即上述溶液的平衡气相组成，设为yB，则 yB p = pB =xB pB*,yA=1yB=0.523,22,97.11 时, wB=0.030的乙醇水溶液的蒸气总压为101.3 kPa, 纯水的pA*=91.3kPa。设可看作理想稀溶液，试求xB=0.020时的蒸气总压和气相组成。,解: 根据题意，先求亨利常数Kh,x： 首先将 w (质量百分浓度) x (物质的量分数),举 例 2,23,在稀溶液中,当xB=0.020时,设仍可看作理想稀溶液， p = pA + pB = pA* (1-xB) +Kh,x xB =108 kPa yB=pB /p= Kh,x xB /p =9270.0
8、20/108= 0.172,溶剂遵守拉乌尔定律: pA = pA*(1-xB)=91.30.988 Pa 溶质遵守亨利定律: pB = Kh,x xB = Kh,x 0.012 p=pA+ pB =pA* (1-xB)+Kh,x xB= 101.3 kPa 解得 Kh,x = 927 kPa,24,在60，把水（A）和某有机物（B）混合形成两个液层。一层() 为水中含质量分数 wB=0.017 的有机物的水溶液; 另一层() 为有机物液体中含质量分数为wA=0.045的水的有机物溶液。 若两层均可看成理想稀溶液, 求此混合系统的气相总压及气相组成。 已知在60，pA= 19.97kPa，pB= 40.0kPa，有机物的摩尔质量为 80gmol-1。,举 例 3,25,分 析,pA 是与相平衡的气相中A的分压，,pA 也是与相平衡的气相中A的分压，,根据平衡条件,所以,同理,算出,可求,26,分 析,算出,可求,又,答案,27,解题过程,解：理想稀溶液，溶剂符合拉乌尔定律。,作业2-5 总结刚刚讲的三道例题的解题思路即可,谢谢观看！ 2020,
