《4章溶液多组分体系热力学在溶液》由会员分享，可在线阅读，更多相关《4章溶液多组分体系热力学在溶液（62页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、跳转到第一页物理化学电子教案物理化学电子教案第四章第四章气态溶液固态溶液液态溶液非电解质溶液正规溶液2024/7/311X X射线分析技术及其最新进展射线分析技术及其最新进展- -翁林红翁林红跳转到第一页溶液-多组分体系热力学在溶液中的应用 4.1 引言引言4.2 溶液组成的表示法溶液组成的表示法4.3 稀溶液中的两个经验定律稀溶液中的两个经验定律4.5 理想溶液理想溶液4.6 稀溶液中各组分的化学势稀溶液中各组分的化学势4.8 稀溶液的依数性稀溶液的依数性4.10 非理想溶液非理想溶液4.11 溶质在两互不相溶的液相中的分配溶质在两互不相溶的液相中的分配2024/7/312X X射线分析技术
2、及其最新进展射线分析技术及其最新进展- -翁林红翁林红跳转到第一页4 .1 引言 两种或两种以上的物质达到分子级的均匀混 合均称为溶液。据此定义溶液可分为： 气态溶液(如混合气体) 固态溶液(固溶体) 液态溶液(电解质溶液 ;非电解质溶液) 2024/7/313X X射线分析技术及其最新进展射线分析技术及其最新进展- -翁林红翁林红跳转到第一页4 .2 溶液组成的表示法 一 .物质的量分数 2024/7/314X X射线分析技术及其最新进展射线分析技术及其最新进展- -翁林红翁林红跳转到第一页4 .2 溶液组成的表示法1kg溶剂中所含溶质的物质的量，即：2024/7/315X X射线分析技术及
3、其最新进展射线分析技术及其最新进展- -翁林红翁林红跳转到第一页4 .2 溶液组成的表示法2024/7/316X X射线分析技术及其最新进展射线分析技术及其最新进展- -翁林红翁林红跳转到第一页4 .2 溶液组成的表示法2024/7/317X X射线分析技术及其最新进展射线分析技术及其最新进展- -翁林红翁林红跳转到第一页4 .3 稀溶液中的两个经验定律 一一 .拉乌尔拉乌尔(Raoult)定律定律 2024/7/318X X射线分析技术及其最新进展射线分析技术及其最新进展- -翁林红翁林红跳转到第一页亨利(Henry)定律 定温下，稀溶液中挥发性溶质（或气体）的平衡分压 p与溶质（或气体）在
4、溶液中的物质量分数 x 成正比。即：2024/7/319X X射线分析技术及其最新进展射线分析技术及其最新进展- -翁林红翁林红跳转到第一页亨利(Henry)定律 亨利定律中的比例系数不等于同温下纯溶质的饱和蒸气压。 在使用亨利定律时应注意以下几点在使用亨利定律时应注意以下几点 : 1 .p是溶解了的气体在液面上的分压。 对于混合气体在总压不大时 ,亨利定律能适用每一种气体 ，可以认为与其它气体的分压无关。 2 .溶质在气相与液相中的分子状态必须是相同 的 。 2024/7/3110X X射线分析技术及其最新进展射线分析技术及其最新进展- -翁林红翁林红跳转到第一页4.4 混合气体中各组分的化
5、学势一一 . .理想气体的化学势理想气体的化学势1 .单组分理想气体2024/7/3111X X射线分析技术及其最新进展射线分析技术及其最新进展- -翁林红翁林红跳转到第一页单组分理想气体的化学势2024/7/3112X X射线分析技术及其最新进展射线分析技术及其最新进展- -翁林红翁林红跳转到第一页混合理想气体中B组分的化学势 混合理想气体中混合理想气体中B气体的化学势表示式与它处气体的化学势表示式与它处于纯态时的表示式相同。即于纯态时的表示式相同。即 : 2024/7/3113X X射线分析技术及其最新进展射线分析技术及其最新进展- -翁林红翁林红跳转到第一页非理想气体的化学势非理想气体的
6、化学势-逸度逸度 f 的概念的概念 1 .1 .纯纯( (一种一种) )非理想气体的化学势非理想气体的化学势 2024/7/3114X X射线分析技术及其最新进展射线分析技术及其最新进展- -翁林红翁林红跳转到第一页纯纯( (一种一种) )非理想气体的化学势非理想气体的化学势 2024/7/3115X X射线分析技术及其最新进展射线分析技术及其最新进展- -翁林红翁林红跳转到第一页混合实际气体中混合实际气体中B B气体的化学势的表示式气体的化学势的表示式2024/7/3116X X射线分析技术及其最新进展射线分析技术及其最新进展- -翁林红翁林红跳转到第一页逸度系数的求法逸度系数的求法 1 .
7、图解法 2024/7/3117X X射线分析技术及其最新进展射线分析技术及其最新进展- -翁林红翁林红跳转到第一页图解法逸度系数2024/7/3118X X射线分析技术及其最新进展射线分析技术及其最新进展- -翁林红翁林红跳转到第一页图解法逸度系数2024/7/3119X X射线分析技术及其最新进展射线分析技术及其最新进展- -翁林红翁林红跳转到第一页从状态方程求 如非理想气体方程为:(4.17)2024/7/3120X X射线分析技术及其最新进展射线分析技术及其最新进展- -翁林红翁林红跳转到第一页从状态方程求 与(4.18)式比较:(4.18)2024/7/3121X X射线分析技术及其最
8、新进展射线分析技术及其最新进展- -翁林红翁林红跳转到第一页从状态方程求 或者根据(4.22)式:2024/7/3122X X射线分析技术及其最新进展射线分析技术及其最新进展- -翁林红翁林红跳转到第一页对比状态法求 (4.23)2024/7/3123X X射线分析技术及其最新进展射线分析技术及其最新进展- -翁林红翁林红跳转到第一页对比状态法求实践表明：各种不同的实际气体，当它们处于相同的对比状态（它们的对比压力、对比温度分别相同），具有相同的逸度系数 值。2024/7/3124X X射线分析技术及其最新进展射线分析技术及其最新进展- -翁林红翁林红跳转到第一页4 .5 理想溶液 一一 .
9、理想溶液的定义理想溶液的定义 溶液中所有物质在全部浓度范围内都遵守拉乌尔定律的溶液称为理想溶液 理想溶液没有热效应和体积效应。即：2024/7/3125X X射线分析技术及其最新进展射线分析技术及其最新进展- -翁林红翁林红跳转到第一页理想溶液中各组分的化学势 纯液体A与其蒸气达平衡时若构成溶液，溶液中A组分的化学势为：将(4.26a)式代入：2024/7/3126X X射线分析技术及其最新进展射线分析技术及其最新进展- -翁林红翁林红跳转到第一页理想溶液中各组分的化学势理想溶液中各组分的化学势 是温度为T及液面上压力为p时纯A的化学势。这个状态不是标准态，因为压力为p而不为 2024/7/3
10、127X X射线分析技术及其最新进展射线分析技术及其最新进展- -翁林红翁林红跳转到第一页理想溶液中各组分的化学势理想溶液中各组分的化学势 对理想溶液任一组分都满足上式，可写成一般式：2024/7/3128X X射线分析技术及其最新进展射线分析技术及其最新进展- -翁林红翁林红跳转到第一页理想溶液的通性理想溶液的通性 2024/7/3129X X射线分析技术及其最新进展射线分析技术及其最新进展- -翁林红翁林红跳转到第一页理想溶液的通性理想溶液的通性 2024/7/3130X X射线分析技术及其最新进展射线分析技术及其最新进展- -翁林红翁林红跳转到第一页理想溶液的通性理想溶液的通性 3 .3
11、 .具有理想的混合熵具有理想的混合熵 2024/7/3131X X射线分析技术及其最新进展射线分析技术及其最新进展- -翁林红翁林红跳转到第一页理想溶液的通性理想溶液的通性 2024/7/3132X X射线分析技术及其最新进展射线分析技术及其最新进展- -翁林红翁林红跳转到第一页理想溶液的通性理想溶液的通性 5 .对理想溶液拉乌尔定律和亨利定律没有区别对理想溶液拉乌尔定律和亨利定律没有区别 证明如下证明如下 : :2024/7/3133X X射线分析技术及其最新进展射线分析技术及其最新进展- -翁林红翁林红跳转到第一页理想溶液的通性理想溶液的通性 2024/7/3134X X射线分析技术及其最
12、新进展射线分析技术及其最新进展- -翁林红翁林红跳转到第一页4.6 稀溶液中各组分的化学势 稀溶液稀溶液 : :溶剂服从拉乌尔定律溶剂服从拉乌尔定律 , ,溶质服从亨利定律的溶液溶质服从亨利定律的溶液 一.稀溶液中溶剂A的化学势2024/7/3135X X射线分析技术及其最新进展射线分析技术及其最新进展- -翁林红翁林红跳转到第一页稀溶液中溶质B的化学势式(4 .33)和(4 .34)可看作稀溶液的热力学定义2024/7/3136X X射线分析技术及其最新进展射线分析技术及其最新进展- -翁林红翁林红跳转到第一页稀溶液中溶质B的化学势2024/7/3137X X射线分析技术及其最新进展射线分析
13、技术及其最新进展- -翁林红翁林红跳转到第一页稀溶液中溶质B的化学势2024/7/3138X X射线分析技术及其最新进展射线分析技术及其最新进展- -翁林红翁林红跳转到第一页4 .8 稀溶液的依数性一.蒸汽压降低 即溶液中溶剂的蒸气压比同温下纯溶剂的蒸气压低 。其降低值与溶质的物质量分数成正比 ,比例系数为同温下纯 溶剂的蒸气压。2024/7/3139X X射线分析技术及其最新进展射线分析技术及其最新进展- -翁林红翁林红跳转到第一页凝固点降低 溶液的凝固点是固体溶剂与溶液呈平衡时的温度，在凝固点时固态纯溶剂的化学势和溶液中溶剂的化学势必然相等。即 2024/7/3140X X射线分析技术及其
14、最新进展射线分析技术及其最新进展- -翁林红翁林红跳转到第一页凝固点降低2024/7/3141X X射线分析技术及其最新进展射线分析技术及其最新进展- -翁林红翁林红跳转到第一页凝固点降低2024/7/3142X X射线分析技术及其最新进展射线分析技术及其最新进展- -翁林红翁林红跳转到第一页凝固点降低2024/7/3143X X射线分析技术及其最新进展射线分析技术及其最新进展- -翁林红翁林红跳转到第一页沸点升高AB线为纯溶剂的蒸气压曲线 CD线为溶液的蒸气压曲线 PTABCD2024/7/3144X X射线分析技术及其最新进展射线分析技术及其最新进展- -翁林红翁林红跳转到第一页沸点升高2
15、024/7/3145X X射线分析技术及其最新进展射线分析技术及其最新进展- -翁林红翁林红跳转到第一页渗透压(4.44)2024/7/3146X X射线分析技术及其最新进展射线分析技术及其最新进展- -翁林红翁林红跳转到第一页渗透压此时纯溶剂的化学势等于溶液中溶剂的化学势：(4.44)2024/7/3147X X射线分析技术及其最新进展射线分析技术及其最新进展- -翁林红翁林红跳转到第一页渗透压将(4 .44)式代入上式：2024/7/3148X X射线分析技术及其最新进展射线分析技术及其最新进展- -翁林红翁林红跳转到第一页渗透压2024/7/3149X X射线分析技术及其最新进展射线分析
16、技术及其最新进展- -翁林红翁林红跳转到第一页4 .10 非理想溶液 一一 . . 非理想溶液中各组分的化学势非理想溶液中各组分的化学势-活度的概念活度的概念2024/7/3150X X射线分析技术及其最新进展射线分析技术及其最新进展- -翁林红翁林红跳转到第一页4 .10 非理想溶液 因溶质有不同的浓度表示方式，所以有相应的活度系数 。 1 .1 .用物质的量分数表示浓度用物质的量分数表示浓度 2.用质量摩尔浓度表示2024/7/3151X X射线分析技术及其最新进展射线分析技术及其最新进展- -翁林红翁林红跳转到第一页4 .10 非理想溶液 3. 3. 用物质的量浓度表示用物质的量浓度表示
17、 2024/7/3152X X射线分析技术及其最新进展射线分析技术及其最新进展- -翁林红翁林红跳转到第一页4 .10 非理想溶液 2024/7/3153X X射线分析技术及其最新进展射线分析技术及其最新进展- -翁林红翁林红跳转到第一页4 .11 溶质在两互不相溶的液相中的分配 2024/7/3154X X射线分析技术及其最新进展射线分析技术及其最新进展- -翁林红翁林红跳转到第一页4 .11 4 .11 溶质在两互不相溶的液相中的分配溶质在两互不相溶的液相中的分配 在定温下物质B在两相中的活度之比等于常数，这就是分配定律2024/7/3155X X射线分析技术及其最新进展射线分析技术及其最
18、新进展- -翁林红翁林红跳转到第一页例题例题2024/7/3156X X射线分析技术及其最新进展射线分析技术及其最新进展- -翁林红翁林红跳转到第一页例题例题2024/7/3157X X射线分析技术及其最新进展射线分析技术及其最新进展- -翁林红翁林红跳转到第一页例题例题2024/7/3158X X射线分析技术及其最新进展射线分析技术及其最新进展- -翁林红翁林红跳转到第一页FRANCOLS-MARIE RAOULTnFRANCOLS-MARIE RAOULT (1830-1901)nFrench chemist, was a pioneer in solution chemistry. Hi
19、s work on vapor-pressure lowering and on freezing-point depressions was fundamentally important in the chemistry of solutions,and his fealization that both were a function of the number of moles of dissolved solute contributed greatly to the determination of molar masses and the theory of ionic solu
20、tions. 2024/7/3159X X射线分析技术及其最新进展射线分析技术及其最新进展- -翁林红翁林红跳转到第一页FRANCOLS-MARIE RAOULT His contributions to cryoscopy, or freezing-point depressions, were prodigious,and Victor Meyer used his data as early as 1886 for determining molar masses. Raoult built for these measurements what he called a cryoscop
21、e of precision, and the accuracy of his work was unsurpassed, agreeing in many instances with modern measurements within 0.0001 . 2024/7/3160X X射线分析技术及其最新进展射线分析技术及其最新进展- -翁林红翁林红跳转到第一页FRANCOLS-MARIE RAOULT His thermometer was considered by some to be antediluvian, but as vant Hoff expressed it, “With
22、 this antediluvian thermometer the world was conquered.”2024/7/3161X X射线分析技术及其最新进展射线分析技术及其最新进展- -翁林红翁林红跳转到第一页WILLIAM HENRYnWILLIAM HENRY(1775-1836) n was an English chemist, textbook writer, and translator of Lavoisier. While he was engaged in experiments of the amount of gas absorbed by water, he discovered what is now known as Henrys law; the amount of gas absorbed is directly proportional to the pressure. Henry committed suicide in a fit of melancholia.2024/7/3162X X射线分析技术及其最新进展射线分析技术及其最新进展- -翁林红翁林红
