物理化学课件第三章 化学势

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dG Gi dni i 1
dG=GAdnA+GBdnB
偏摩尔量 化学势 (g) 溶液 (sln) 依数性 非理想溶液 习题课
4
二、偏摩尔量的物理意义
1、由定义式可见：( )T,p 往无限大的系统中加 入一摩尔i物质所引起的X的变化，即dX；
2、由偏微商的概念可理解为图中的曲线的斜率。
它不仅与气体的特性有关，还与温度、压力
有关。
偏摩尔量 化学势 (g) 溶液 (sln) 依数性 非理想溶液 习题课
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实际气体与理想气体的偏差：
压力较小时， <1 压力很大时，>1 p0时， = 1 实际气体行为趋向于理想气体
f
标准态
实际气体的标准态：p=p的符合
理想气体行为的状态，假想态
右边代入
Vm

RT
(1 p)
p

RT
1 p

(1 p)

偏摩尔量 化学势 (g) 溶液 (sln) 依数性 非理想溶液 习题课
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接上页 (d)T Vmdp
RTd ln
f

RT

1 p

1 p
dp
积分
ln f d ln f
ln f
偏摩尔量 化学势 (g) 溶液 (sln) 依数性 非理想溶液 习题课
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二、实际气体的化学势，逸度 fugacity
令逸度 f = p
(T ) RT ln
p
p
(T ) RT ln
f p
(T)：仍是理想气体的标准态化学势，
：逸度系数（校正因子）。 其数值标志该气体与理想气体的偏差程度，

第三章 化学势
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dG(CCl4) = 碘(CCl4)( –dn碘) dG(H2O) = 碘(H2O)dn碘
H2O
dn
CCl4
总的吉布斯函数变化为
dG= [ 碘 (H2O) – 碘(CCl4)] dn碘
平衡时dG=0,
碘(CCl4)=碘(H2O)
第三章 化学势
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推广到任意两相：
时，过程即达平衡。 （本质未变，只是由单组份演变为多组分）
因此化学势的物理意义是:物质的化学势是决 定物质传递方向和限度的强度因素。
第三章 化学势
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2.化学势在多相平衡中的应用
化学势判据: 条件: 密闭系统，( )T, p , W’=0时
(dG)T,p=BdnB =0 可逆或平衡
现在有一系统: I2分别溶解在水和四氯化碳中成两相(如图)。
-----B物质的偏摩尔量(与 组成有关）
第三章 化学势
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则在定温定压的条件下（dT, dp为0），上式可 表示为：
dX X BdnB
B
X是系统中任意一个容量性质。 如为体积，则此式的物理意义为:增加dn摩尔
物质所引起的V的变化，等于该组成下的摩尔体 积乘以该摩尔数。（不是与摩尔量的偏差）
dH = TdS + Vdp + Wr’
(2)
(dH)S,P= Wr’
第三章 化学势
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②多组分系统基本公式：
G=f(T, p, nB , nC , nD , )
dG
G T
p,nB
dT
G p
T ,nB

§3.3 气体物质的化学势
（1）纯组分理想气体的化学势
纯物质系统来说， GB = Gm 在一定温度下 dGm= Vm dp • 若在标准压力p和任意压力p之间 积分上式，则得 Gm(p)－Gm(p) = RT ln(p/ p) µ= µ + RT ln(p/ p) • 此式是理想气体化学势的表达式。
（2）化学势在多相平衡中的应用
• 在定温定压及W′= 0 时，若系统达平衡，则
dG = 0，即
BdnB
0
• 现在讨论一个由 和 两个相 组成的系统
• 若有dnB的B物质从相转移入相，则相 和相的吉布斯函数变化分别为 dG（）= －µ () dnB B dG（）= µ () dnB B • 总吉布斯函数变化为 dG = dG（）+ dG（） = [µ ()－µ ()] dnB B B • 当系统达成平衡时，dG = 0，因此必须 µ () = µ () B B
• 其中， µ 是理想气体的压力为p时的化学势，称为标 准态化学势，它仅是温度的函数。
（2）理想气体混合物的化学势
• 对理想气体混合物来说，各组分气体之间没有相互作 用，每种气体都如单独存在一样，所以理想气体混合 物中某气体的化学势表示法与该气体在纯态时的化学 势表示法相同。即 µ = µ + RT ln(pB/ p) B B • 其中，pB是理想气体混合物中气体B的分压， µ 是 B pB = p 时的化学势，称为气体B的标准态化学势。 • 混合气体系统的吉布斯函数可用集合公式表示，即 G = ∑nBµ B
的物质的量分数为0.200的苯和甲苯的混合物中。 求算此过程的ΔG。 • 解 此过程的
G
* GB Gm,B
* B,m

化学势与相变
总结词
化学势在相变过程中起着关键作用，它能够影响相变 的温度、压力等条件以及相变的动力学过程。
详细描述
相变是物质从一种状态转变为另一种状态的过程，如熔 化、凝固、蒸发等。在相变过程中，化学势的变化可以 影响相变的温度和压力等条件。例如，在熔化过程中， 随着温度的升高，物质的化学势会发生变化，当达到某 一特定值时，物质将从固态转变为液态。此外，化学势 还可以影响相变的动力学过程，即相变的速度和过程。 因此，通过研究化学势与相变的关系，有助于深入理解 相变的机制和过程。
化学势理论在生物科学中也有广泛的应用前景，例 如在生物分子相互作用、细胞代谢等方面的研究。
化学势在环境科学中的应 用
在环境科学中，化学势理论有望在污染物迁 移转化、生态平衡等方面的研究中发挥重要 作用。
THANKS
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系统的影响，有助于保护和恢复生态系统。
化学势与全球变化
要点一
总结词
化学势在全球变化过程中起着重要作用，影响气候变化、 大气成分和地球化学循环等。
要点二
详细描述
全球变化涉及多个方面，其中化学势是一个重要的影响因 素。例如，化学势影响大气中温室气体的浓度和分布，进 而影响全球气候变化。此外，化学势还影响地球表面的化 学循环过程，如岩石的风化和侵蚀、土壤的形成和演变等 。因此，了解化学势在全球变化中的作用，有助于深入理 解地球系统的运行机制，为应对全球变化提供科学依据。
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CATALOGUE
化学势在环境科学中的应用
化学势与污染物迁移转化
总结词
化学势在污染物迁移转化过程中起着重要作 用，影响污染物的分布、转化和归趋。
详细描述
污染物在环境中的迁移转化受到化学势的影 响。在化学势的作用下，污染物可能会发生 溶解、沉淀、挥发、吸附等物理化学过程， 从而改变其在环境中的分布和存在形态。了 解化学势对污染物迁移转化的影响，有助于 预测和控制环境污染。