物理化學(xué)化學(xué)勢學(xué)習(xí)教案

1、會計學(xué)1物理化學(xué)物理化學(xué)(w l hu xu)化學(xué)勢化學(xué)勢第一頁，共53頁。多組分系統(tǒng)：兩種或兩種以上物質(zhì)以分子大小相互混合(hnh)而成的均勻系統(tǒng)。多組分系統(tǒng)溶液混合物液態(tài)溶液固態(tài)溶液氣態(tài)混合物液態(tài)混合物固態(tài)混合物溶液(rngy)按導(dǎo)電性分為：電解質(zhì)溶液(rngy)、非電解質(zhì)溶液(rngy)按規(guī)律性：理想稀溶液(rngy)、真實溶液(rngy)。理想混合物、真實混合物。第1頁/共53頁第二頁，共53頁。我們知道(zh do)，對純物質(zhì)來講，系統(tǒng)的廣度性質(zhì)具有嚴格的加和性。 例. 20, 101kPa， 1mol水的體積(tj) V*m水 3/mol， 5mol水 V總=5molV*m水 3

2、V*m水可理解成每mol水在20、1個大氣壓力下對純物質(zhì)單相系統(tǒng)（5mol水）的體積(tj)所作出貢獻。第2頁/共53頁第三頁，共53頁。對多組分系統(tǒng)，是否(sh fu)也具有加和性呢？ 5mol水 V水= 18.095 cm3 = 90.45 cm3 5mol乙醇 V乙= V*m，C5mol = 58.35 cm3/ mol5mol = 291.75 cm3二者簡單相加得 V= (90.45+291.75)cm3 3對混合液體(yt)實測發(fā)現(xiàn) V實測= 372cm3V= -10.2 cm3原因是水和乙醇的分子結(jié)構(gòu)(fn z ji u)大小不同以及分子之間的相互作用第3頁/共53頁第四頁，共5

3、3頁。第4頁/共53頁第五頁，共53頁。C,CDB,dnnXnnpTB,B,DC,CBCBdnnXdppXdTTXdXnnpTnnTnnp在定溫定壓條件下，dT=0，dp=0，并令則，dX = XBdnB ，其中(qzhng) XB 稱為物質(zhì)B的 “偏摩爾量” BC,BBnpTnXX第5頁/共53頁第六頁，共53頁。各物質(zhì)的偏摩爾量也就不同。第6頁/共53頁第七頁，共53頁。對純物質(zhì)，偏摩爾量即為摩爾對純物質(zhì)，偏摩爾量即為摩爾量。量。第7頁/共53頁第八頁，共53頁。n即 X = XAnA + XBnB n上式稱為兩組分系統(tǒng)偏摩爾量的集合公式。ABAABB000XnndXXdnXdn第8頁/共

4、53頁第九頁，共53頁。BBBCCAAXnXnXnX第9頁/共53頁第十頁，共53頁。BC,BBBnpTnGGBB,B,BCdnnGdppGdTTGdGnpTnTnp第10頁/共53頁第十一頁，共53頁。nW為其它功。B,B,BC;npTnTnpnGVpGSTGBBdGSdTVdpdn 第11頁/共53頁第十二頁，共53頁。BBBB0()= 0()dndn能能自自發(fā)發(fā)進進行行的的過過程程平平衡衡第12頁/共53頁第十三頁，共53頁。BB0dn第13頁/共53頁第十四頁，共53頁。n當系統(tǒng)達成平衡時，dG = 0，因此必須n B() = B()第14頁/共53頁第十五頁，共53頁。n轉(zhuǎn)移的結(jié)果(

5、ji gu)使系統(tǒng)總G值（各相的G之和）降低。第15頁/共53頁第十六頁，共53頁。,BB322B322()2 (SO )2 (SO )(O ) 2 (SO )2 (SO )(O )T pdGdndndndndn0)O()SO(2)SO(2223)O()SO(2)SO(2223第16頁/共53頁第十七頁，共53頁。第17頁/共53頁第十八頁，共53頁。第18頁/共53頁第十九頁，共53頁。第19頁/共53頁第二十頁，共53頁。ln(/)RTppfp第20頁/共53頁第二十一頁，共53頁。的蒸汽壓pB與其在混合物中的摩爾分數(shù)xB成正比，且其比例系數(shù)為純態(tài)B在該溫度下的飽和蒸汽壓pB*（*表示純物

6、質(zhì)）。*BBBppx第21頁/共53頁第二十二頁，共53頁。第22頁/共53頁第二十三頁，共53頁。例題：例題：298K298K時純時純CHCl3CHCl3和純和純CCl4CCl4的飽和蒸汽壓分別的飽和蒸汽壓分別(fnbi)(fnbi)為為2.642.64104 Pa104 Pa和和1.5271.527104 Pa104 Pa，若兩者形成理想液態(tài)混，若兩者形成理想液態(tài)混合物，并由合物，并由CHCl3CHCl3和和CCl4CCl4各為各為1mol1mol混合而成。試計算混合而成。試計算 溶溶液的總蒸汽壓；與溶液呈平衡的氣相組成。液的總蒸汽壓；與溶液呈平衡的氣相組成。解：（解：（1 1）由拉烏爾定

7、律）由拉烏爾定律（2 2） xCHCl3 = 0.635; xCCl4 xCHCl3 = 0.635; xCCl4333*44CHClCHClCHCl2.654 10 Pa 0.5 1.327 10 Pa ppx444*43CClCClCCl=1.527 10 Pa 0.5 7.635 10 Pa ppx43CClCHClppp第23頁/共53頁第二十四頁，共53頁。BB(l)(g)BBB(g)(g)lnpRTpBB(sln)(g)ppRTBBBln)g()sln(第24頁/共53頁第二十五頁，共53頁。*BBBB*BB(sln)(g)lnln(l)lnpRTRTxpRTxppRT*BB*Bl

8、n)g() l (BBBln) l ()sln(xRT第25頁/共53頁第二十六頁，共53頁。水，298K下，Gm = 1.74 J，可以(ky)忽略第26頁/共53頁第二十七頁，共53頁。*Bm,BGGGB*mB,BBGG，BBB3ln(8.314298ln0.200) J3.9910 JGRTx 第27頁/共53頁第二十八頁，共53頁。B,BBxpkx第28頁/共53頁第二十九頁，共53頁。第29頁/共53頁第三十頁，共53頁。例 題 在293K時，當HCl105 Pa時，它在苯中的物質(zhì)的量分數(shù)為0.0425。若293K104 Pa，問在苯與氯化氫的總壓為p 時，100g苯里溶解(rngj

9、i)多少克HCl？解題思路：先求出亨利系數(shù)。第30頁/共53頁第三十一頁，共53頁。 解： 因為(yn wi) pHCl = kx,HCl xHCl 所以 kx,HCl = pHCl /xHCl 105104 Pa 又因為(yn wi)在293K時 p = pC6H6+ pHC l105Pa 所以 P*C6H6xC6H6+ kx,HCl xHCl 105Pa，即HCl144HClHCl115100mol36.5 g mol781 10 Pa+2.38 10 Pa100100molmol36.5 g mol7836.5 g mol78 1.013 10 Pa mmm得： mHCl=1.87 g

10、第31頁/共53頁第三十二頁，共53頁。p = p(rngj)。AAAln+) l (=)sln(xRT) l (A第32頁/共53頁第三十三頁，共53頁。其中其中BBBBBBBBB*B,B(sln)(g)(g)(g)ln(sln)(g)(g)lnln(sln)lnxxpRTpkRTRTxpRTxpkRTxxln)g()sln(B*B,第33頁/共53頁第三十四頁，共53頁。*B,(sln)x*Bxkp第34頁/共53頁第三十五頁，共53頁。n上式對不揮發(fā)性溶質(zhì)亦可適用。)sln()sln(B,*B,xxBB,B,ln)sln()sln(xRTxx)sln(B,x第35頁/共53頁第三十六頁，

11、共53頁。BBBBBB( )ln(/)( )ln(/) mRTmm cRTcc第36頁/共53頁第三十七頁，共53頁。 依數(shù)性質(zhì)：是指性質(zhì)只取決于溶液中溶質(zhì)粒子的數(shù)目，與溶質(zhì)的本性無關(guān)。 溶質(zhì)粒子可以是分子、離子、大分子或膠粒，這里(zhl)只討論粒子是分子的情況。依數(shù)性的種類依數(shù)性的種類(zhngli)(zhngli)：1.蒸氣壓下降2.凝固點降低3.沸點升高4.滲透壓第37頁/共53頁第三十八頁，共53頁。第38頁/共53頁第三十九頁，共53頁。A*AA*Aln+) l (=)sln(=) s (xRTRTGRTxm*A*AAl)() s (ln2mm1lnRTHTGTRTxppA 第39

12、頁/共53頁第四十頁，共53頁。f*fmfusA11lnTTRHx第40頁/共53頁第四十一頁，共53頁。*fusmffABB*fffusmf*2flnln(1)()HTTxxxRTTHTRT 第41頁/共53頁第四十二頁，共53頁。mB是溶質(zhì)B的質(zhì)量(zhling)摩爾濃度。于是，Bmfus2*ff)(xHTRTAB1-ABABB)mol(kg/ /kg)/1 (mol/MmMmnnx第42頁/共53頁第四十三頁，共53頁。BfBAmfus2*ff)(mKmMHTRTmfusA2*ff)(HMTRK第43頁/共53頁第四十四頁，共53頁。第44頁/共53頁第四十五頁，共53頁。第45頁/共5

13、3頁第四十六頁，共53頁。第46頁/共53頁第四十七頁，共53頁。第47頁/共53頁第四十八頁，共53頁。kgmol-1。K時有含該溶質(zhì)的溶液(rngy)，測得其滲透壓為1539Pa。dm3溶液(rngy)中含該溶質(zhì)多少kg？第48頁/共53頁第四十九頁，共53頁。解：RTVMmBB kg10552. 1 )K2 .298()molKJ314. 8()molkg00.25()m101 . 0()Pa1539(311133BmRTVMmRTcB/BB第49頁/共53頁第五十頁，共53頁。第50頁/共53頁第五十一頁，共53頁。B*B(l)B(l)ln xRT理想(lxing)液態(tài)混合物真實(zhnsh)液態(tài)混合物B*B(l)B