第三章 化学势..ppt

化学势
稀溶液中的两个经验定律
气体物质的化学势
第三章化学势
偏摩尔量
理想液态混合物中物质的化学势
理想稀溶液各组分化学势
不挥发性溶质理想稀溶液的依数性
非理想多组分系统中物质的化学势
2018/6/18
★本章是将热力学基本原理应用于组成可变的多组分系统中, 从偏摩尔量和化学势两个重要的概念出发, 对多组分系统热力学问题进行讨论和研究.
★对于组成可变的系统分为两类:其一是封闭系统, 虽系统与环境无物质交换, 但系统内可发生化学反应等; 其二是敞开系统, 系统与环境有物质交换, 当然系统内也可发生化学反应, 如浓度改变的溶液和相变中某一相作为系统都是敞开系统.
溶液热力学, 实际上是热力学第一、第二定律在敞开系统中的推广.
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但对于多组分均相系统, 仅规定 T 和 p系统的状态并不能确定.
100kPa、20℃时不同浓度的100g乙醇水溶液体积的实验结果。
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为此我们引入偏摩尔量的概念.
多组分系统任一容量性质:
从实验数据看, 溶液的体积并不等于各组分纯态体积之和, 且体积改变随溶液浓度不同而异. 虽然乙醇和水的 m、T、p 固定, 还必须规定系统中每种物质的量方可确定系统的状态. 因而得出如下结论:
z = z (T、p、n1、n2 ……)
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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等是容量性质,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,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)
偏摩尔量
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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。
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1. 定义: 对于任一容量性质 z (V、U、H……), 若系统所含各物质的量分别为 n1, n2,…nk, 则
z = f (T, p, n1, n2, …, nk)
当系统中T、p、组成发生微小变化时, 有:
恒温、恒压条件下:
或
多组分体系的偏摩尔热力学函数值
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其中:
②指定T、p条件下, 在有限量系统中, 其它组分不变(nC不变)的条件下, 加入无限小量 dnB 摩尔的 B 组分所引起系统容量性质的改变.
意义:
zB 为系统中任一物质B的偏摩尔量, 如: VB、GB.
①指定T、p条件下, 往无限大的系统中(可看作其浓度不变), 加入 1mol B组分所引起系统容量性质的改变.
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③对单组分系统, 偏摩尔量 zB 就是摩尔量 zm .
② zB为强度性质, 与系统总量无关, 取决于T、p 和各组分浓度.
说明:
①偏摩尔量必须是在指定 T、p下, 系统容量性质对物质的量的偏导数, 其它条件就不是偏摩尔量.
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按偏摩尔量定义,
当按比例地同时添加各组分,即各组分浓度不变,则偏摩尔量不变,对上式积分
则
2. 偏摩尔量的集合公式
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