第四章多组分体系第二部分
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第四章 多组分系统热力学及其在溶液中的应用§4.1 引 言1.基本概念1)多组分系统:由两种或两种以上物质所组成的系统。
(多组分系统可以是单相的也可以是多相的。
)2)混合物:由两种或两种相互均匀混合而构成的系统。
(可以是气相、液相或固相) 3)溶 液(1)定义:由两种或两种以上物质在分子级别呈均匀混合而成的系统。
(2)溶液组分命名:溶质,溶剂。
(3)分类:(1)固态溶液、液态溶液。
(2)电解质溶液、非电解质溶液。
(4)应注意问题:形成溶液后,一般溶质、溶剂受力 情况与纯组分受力情况不同,所以对它们研究方法是不同的。
2.溶液中物质受力情况溶剂-溶剂 f 11 ,溶质-溶质 f 22 ,溶剂-溶质 f 12。
1) 纯态: 溶质 f 22 溶剂 f 11 2) 稀溶液: 溶质 f 22 溶剂 f 11 3) 中等浓度: 溶质 f 22,f 12 溶剂 f 12, f 11 4) 高浓度: 溶质 f 22 溶剂 f 12 3.受力变化同热效应关系1) 放热2) 吸热3) 不吸热不放热§4.2 多组分系统的组成表示法1.组成表示法1)B 的质量浓度:单位体积混合物中所含B 的质量。
1211,22f f f >121122,f f f <121122f f f ==()B B m Vρ=单位 与T 有关2)B 的质量分数:单位质量混合物中所含B 的质量。
单位为1,与T 无关3)B 的浓度:单位体积混合物中所含B 的物质的量。
单位 或 同T 有关。
4)B 的摩尔分数( 或):组分B 的物质的量与混合物中总物质的量的比值。
单位为1,与T 无关液体用 ,气体用5)溶质B 的质量摩尔浓度:每千克溶剂中所含溶质的物质的量。
单位 与T 无关。
6)溶质B 的摩尔比:单位物质的量的溶剂中所含溶质的物质的量。
单位为1,与T 无关。
2.常用的浓度表示法之间的关系 1) 与 的关系:若取1000 g 溶剂对稀溶液 2) 与 关系:-3kg m ⋅B B W w W =B Bn c V =-3mol m ⋅-3mol dm ⋅B x B y B B n x n=B x By ()BB A n m m =⋅-1mol kg BB A n r n =B x B m B BB A B n n x n n n ==+∑AB B A B BB A10001000m x m m M M m M ==++∑∑A B 1000M m <<∑B AB 1000m M x =B x BC A B B BW W c M ρρ=-=-∑∑AB B B B A AB B B B B BB A A c c c M x W c M c M c M c c M M ρρ===--+++∑∑∑∑∑()B AB A B Bc M x c M M ρ=+-∑若溶液很稀则3) 同 的关系: 取 取若溶液很稀则 若 取 对水§4.3 偏摩尔量1.偏摩尔量的定义 1. 问题的引出对简单均相系统 ,要描述其状态,只需要两个状态性质(T 、p )就可以了。
第4章高分子的多组分体系4.1复习笔记一、高分子共混物的相容性1.基本概念(1)高分子共混物高分子共混物是指将两种或两种以上的聚合物按适当的比例,通过共混得到单一聚合物无法达到的性能的材料,也称为“高分子合金”。
(2)相容性相容性是指在任何比例混合时,都能形成分子分散的、热力学稳定的均相体系,即在平衡态下聚合物大分子达到分子水平或链段水平的均匀分散。
(3)机械相容性机械相容性是指能得到具有良好物理、机械性能的共混材料时聚合物共混物之间的相容性。
(4)IPN互穿网络结两种不相容聚合物分别交联形成网状结构并相互穿的结构。
(5)界面层空气与高聚物熔体的表面,或者多相高聚物内部形成两相的界面,某一组分的浓度或密度会由一相连续地向另一相变化,两相之间的边界面附近的部分称为界面层(表面层)。
2.聚合物共混的意义(1)消除和弥补单一聚合物性能上的弱点,取长补短,得到综合性能优良、均衡的理想聚合物材料;(2)使用少量的某一聚合物可以作为另一聚合物的改性剂,改性效果明显;(3)改善聚合物的加工性能;(4)制备一系列具有崭新性能的聚合物材料。
3.混合自由焓组成曲线与温度的关系(1)高温互容低温分相的高临界共溶温度(UCST)。
超过此温度,体系完全相容,为热力学稳定的均相体系;低于此温度,部分相容,在一定的组成范围内产生相分离;(2)低温互容高温分相的低临界共溶温度(LCST)。
低于此温度,体系完全相容,高于此温度为部分相容;(3)同时存在最高临界相容温度和最低临界相容温度。
有时,UCST和LCST会相互交叠,形成封闭两相区。
二、高分子嵌段共聚物熔体与嵌段共聚物溶液嵌段共聚物是指由化学结构不同的嵌段组成的大分子。
合成嵌段共聚物的聚合方法有:活性阴离子聚合、缩聚、Ziegler-Natta催化聚合、活性自由基聚合等。
1.嵌段共聚物的微相分离微相分离:嵌段共聚物在一定温度下也会像高分子共混物一样发生相分离,由于嵌段间具有化学键的连接,形成的平均相结构微区的大小与单个嵌段的尺寸差不多,被称为微相分离。
物化习题第四章多组分系统热力学一判断题1、在101.3Kpa下,往纯水中加入少量NaCl,与纯水比较,此稀溶液沸点升高。
()2、偏摩尔量集合公式Z=∑nBzB,m适用条件是恒温过程。
()恒温恒压过程3、Henry系数Kx,B只与溶剂溶质性质有关,而与温度无关。
()温度不同,亨利系数不同。
温度升高,系数升高。
4、沸点升高系数Kb的数值与溶剂、溶质的性质有关,且与温度有关。
()Kb的量仅与溶剂的性质有关5.、若A分子和B分子之间的相互作用力,与A,B各自处于纯态时分子之间的相处作用力相同,混合后,则有⊿Hmin=0.( )6、标准就态是认为规定的某些特定状态。
()7、理想溶液中,各种微粒间的相互作用力可忽略不计。
()处于凝聚态的分子,其分子间的距离很小,分子间的相互作用力和分子的体积均不能忽略。
8、一切纯物质的凝固点都随外压的增大而上升。
()9、稀溶液的非典一定比纯溶剂的沸点高。
()在同一外压条件下10、在相同温度和压力下,相同质量摩尔浓度的葡萄糖和食盐水的渗透压不相同。
()Ⅱ=CbRT,溶液的渗透压的大小只由溶液中的溶质的浓度决定,而与溶质的本性无关。
11、摩尔分数和质量摩尔浓度与温度无关,而物质的量浓度与温度有关()12、在相平衡中,若各相中均有组分B,则组分B在个相中的化学势一定相等。
()系统处于相平衡,由于系统任一组分B在其存在的每个相中的化学势相等。
13、溶剂中融入挥发性溶质,肯定会引起溶液的蒸汽压升高。
()14、二组分理想液态混合物的总蒸汽压大于任一组分的蒸汽压。
()处于中间态。
15、只有广度性质才有偏摩尔量。
( )16、凡是自由能降低的过程一定都是自发过程。
()17、拉乌尔定律和亨利定律既适合于理想溶液,也适合于稀溶液。
()18、偏摩尔量因为与浓度有关,因此它不是一个强度性质。
()19、某一体系达平衡时,熵最大,自由能最小。
()20、在一个多组分溶液中,只有溶质才有偏摩尔量。
()21、封闭系统中,由状态1经定温、定压过程变化到状态2,非体积功W′>△G和△G﹤0,则此过程一定能发生。