第四章液体混合物与溶液

3. 化学势（chemical potential）
（1）
G G G dG dnB dT p dp n T p ,nB B T , n B B T , p , n
C
当组成不变时，
G dG SdT Vdp dnB n B B T , p ,nC
2.单选题： (1)1molA与 nmol B组成的溶液，体积为0.65 dm3 ，当xB = 0.8 时，A的偏摩尔体积VA=0.090dm3· -1，那么B的偏摩尔VB 为: mol (A) 0.140 dm3· -1 ； mol (B) 0.072 dm3· -1 ； mol (C) 0.028 dm3· -1 ； mol (D) 0.010 dm3· -1 。 mol
ΔG TΔS
1
ΔS2 ΔS1 ΔS 56.25J K
1
ΔG2 ΔG1 ΔG 298.15 56.25J 16.77kJ
（5）化学势与温度的关系
B SB,m T p,nB
4. 恒温下理想气体混合物化学势
（1）单组分纯理想气体
RT dGm Vmdp dp p
T Gm RT ln p
Gm RT ln p C
* (Pg) O (g) p RT dp O (g) RT ln( p / p O ) p O p
B
G T p ,nB T , p ,n
S
C
nB T , p ,n
S
B ,m
C
（3） 等温等压下, 系统内发生相变化或化学变化时, 有

4.1 引言溶液（solution）广义地说，两种或两种以上物质彼此以分子或离子状态均匀混合所形成的体系称为溶液。

溶液以物态可分为气态溶液、固态溶液和液态溶液。

根据溶液中溶质的导电性又可分为电解质溶液和非电解质溶液。

本章主要讨论液态的非电解质溶液。

溶剂（solvent）和溶质（solute）如果组成溶液的物质有不同的状态，通常将液态物质称为溶剂，气态或固态物质称为溶质。

如果都是液态，则把含量多的一种称为溶剂，含量少的称为溶质。

混合物（mixture）多组分均匀体系中，溶剂和溶质不加区分，各组分均可选用相同的标准态，使用相同的经验定律，这种体系称为混合物，也可分为气态混合物、液态混合物和固态混合物。

4.2 溶液组成的表示法(mole fraction)1.物质的量分数xB溶质B的物质的量与溶液中总的物质的量之比称为溶质B的物质的量分数，又称为摩尔分数，单位为1。

（molality）2.质量摩尔浓度mB溶质B的物质的量与溶剂A的质量之比称为溶质B的质量摩尔浓度，单位是mol.kg-1。

这个表示方法的优点是可以用准确的称重法来配制溶液，不受温度影响，电化学中用的很多。

（molarity）3.物质的量浓度cB溶质B的物质的量与溶液体积V的比值称为溶质B的物质的量浓度，或称为溶质B的浓度，单位是mol.m-3，但常用单位是mol.dm-3。

（mass fraction）4.质量分数wB溶质B的质量与溶液总质量之比称为溶质B的质量分数，单位为1。

4.3 偏摩尔量与化学势单组分体系的摩尔热力学函数值体系的状态函数中V，U，H，S，A，G 等是广度性质，与物质的量有关。

设由物质B组成的单组分体系的物质的量为n B，则各摩尔热力学函数值的定义式分别为：摩尔体积（molar volume）摩尔热力学能（molar thermodynamic energy）摩尔焓（molar enthalpy）摩尔熵（molar entropy）摩尔Helmholz自由能（molar Helmholz free energy）摩尔Gibbs 自由能（molar Gibbs free energy）这些摩尔热力学函数值都是强度性质。

据摩尔量的定义，XB就是摩尔量。
2021/11/9
偏摩尔量的数值随混合物的组成变化
在温度、压力恒定下，混合物的组成发生变化 时，各组分偏摩尔量变化的相互依赖关系。
2021/11/9
同除以总摩尔数n 增202大1/11与/9 减小的比例与混合物中两组分的物质的量成反比
2021/11/9
对混合物中任 一组分B取偏 导数
2021/11/9
2. 多组分多相系统的热力学基本方程
G=∑G() A=∑A() H=∑H() U=∑U()
2021/11/9
G=∑G(), S=∑S(), V=∑V()
3. 化学势判据及其应用举例
2021/11/9
3. 化学势判据及其应用举例
亥姆霍兹函数判据
(dT 0，dV 0, W ' 0)
2021/11/9
§4.2 化学势
化学势的定义：混合物中组分B的偏摩尔吉布斯函数
B
( G nB
)T , p,nc
保持温度、压力和除B以外的其它组分不变，体系的
Gibbs自由能随 nB的变化率称为化学势，所以化学势 就是偏摩尔Gibbs自由能。
化学势在判断相变和化学变化的方向和限度方面有重 要作用。
多组分系统的组成表示法
溶质B的浓度表示法 (1)物质的摩尔分数 xB
溶质B物质的量与溶液总物质的量之比
(2)质量摩尔浓度bB
溶质B的物质的量除以溶剂A的质量
(3)物质的摩尔浓度cB
溶质B的物质的量除以溶液的体积
(4)质量分数wB
溶质B的质量与溶液总质量之比
def
xB
nB
ni
bB def
nB mA
25℃，100kPa

上一内容 下一内容 回主目录
返回
2012-3-17
二、亨利定律
稀溶液上挥发性溶质的分压与溶质的摩尔分数成正 比。但比例常数不为pＢ*（1803年，Henry）： pB=kx,B xB 换算浓度可有：pB=kc,B cB ／c （c ＝１mol/L）； pB=kb,B bB/b (b ＝1mol/kg)； pB=k%,B[%B] 等。 k称为亨利系数，其值与T、p、溶剂、溶质以及溶液 组成的表示方法有关。 使用亨利定律要求溶质在气、液两相中的存在形态 相同。如水中NH3、HCl不能用，CO2只可近似应用。
∂∆ G ∆ mix S = − mix = − R ∑ nB ln xB ∂T p B
B
∂∆ mix G = 0 ∆ mixV = ∂p T
上一内容 下一内容 回主目录
∆ mix H = ∆ mix G + T ∆ mix S = 0
返回
2012-3-17
上一内容 下一内容 回主目录
返回
2012-3-17
三、偏摩尔量的的几个重要公式
1、集合公式 、 定T定p定组成条件下：
dZ = ∑ Z BdnB
nk
在保持偏摩尔量不变的情况下，对上式积分
Z = Z1 ∫ dn1 + Z 2 ∫ dn2 + ⋅ ⋅ ⋅ + Z k ∫ dnk
0 0 0 n1 n2
= n1 Z1 + n2 Z 2 + ⋅ ⋅ ⋅ + nk Z k
上一内容 下一内容 回主目录
返回
2012-3-17
三、拉乌尔定律与亨利定律的应用
1、用拉乌尔定律测定非挥发性溶质的摩尔质量M 、用拉乌尔定律测定非挥发性溶质的摩尔质量