凝聚态混合体系纯气体.ppt

第四章第四章 多多组组分体系分体系热热力学力学 引言引言4-1 均匀混合体系中均匀混合体系中组组分分热热力学性力学性质质4-2 化学化学势势B B4-3 溶液理溶液理论论中的两个基本中的两个基本实验实验定律定律4-4 理想液理想液态态混合物混合物4-5 理想稀溶液理想稀溶液4-6 活度的基本概念活度的基本概念4-7 活度的活度的测测定方法定方法4-8 溶液中的化学反溶液中的化学反应应等温方程式等温方程式1.4-2 化学化学势势B B4-2-1 化学化学势势定定义义4-2-2 物物质质平衡判据平衡判据4-2-3 B B的影响因素的影响因素4-2-4 多元体系中多元体系中B B的表达式的表达式24-2-1 化学化学势势定定义义 混合物或溶液中，混合物或溶液中，组组分分B的偏摩的偏摩尔尔吉布斯函数吉布斯函数GB在化学在化学热热力学中有特殊的重要性，又把它叫力学中有特殊的重要性，又把它叫做化学做化学势势，用符号，用符号B表示。表示。Gibbs 1876、1877 关于多相的物质平衡 首次引入化学势的概念。3.多多组组分分组组成可成可变变的的均相均相体系的体系的热热力学基本方程力学基本方程4.多多组组分分组组成可成可变变的的多相多相系系统统的的热热力学基本方程力学基本方程5.4-2-2 物物质质平衡判据平衡判据6.4-2-3 B B的影响因素的影响因素1、B B T3、B xB （待论）2、B p7.4-2-4 多元体系中多元体系中B B的表达式的表达式1、理想混合气体、理想混合气体2、实际实际混合气体混合气体3、凝聚、凝聚态态混合体系？混合体系？8.纯纯气体：气体：混合后：混合后：9.f-逸度，逸度，单单位与位与p相同；相同；-逸度因子，逸度因子，单单位位1。1901 Lewis10.4-3 溶液理溶液理论论中的两个基本中的两个基本实验实验定律定律液液态态混合物及溶液的气、液平衡混合物及溶液的气、液平衡一般：xAyA,xByB,xCyC气态混合物的总压力p，即为温度T下该液态混合物或溶液的饱和蒸气压。ppApBpC分压定律（理想气体）：pAyAp，pByBp，pCyCp114-3-1 Raoult拉拉乌乌尔尔定律定律 1887年，拉年，拉乌乌尔尔(Raoult F M)平衡平衡时时，稀溶液中溶，稀溶液中溶剂剂A在气相中的蒸气分在气相中的蒸气分压压pA等于同一温度下，等于同一温度下，该纯该纯溶溶剂剂的的饱饱和蒸气和蒸气压压pA*与与该该溶液中溶溶液中溶剂剂的摩的摩尔尔分数分数xA的乘的乘积积。12.-稀溶液的依数性稀溶液的依数性 溶溶剂剂蒸气蒸气压压下降的相下降的相对值对值只决定于溶只决定于溶质质的的浓浓度或度或说说数量，与其本性无关。数量，与其本性无关。13.图图形表示形表示14.说说明明 1、适用范、适用范围围（1）任何稀溶液，无）任何稀溶液，无论论溶溶质挥发质挥发与否。与否。（2）溶液稀到何种程度溶）溶液稀到何种程度溶剂剂才服从才服从Raoult定律定律？两种分子大小和两种分子大小和结结构越相近，构越相近，则则适用范适用范围围越越宽宽。15.2、定律的微、定律的微观观解解释释稀溶液中的溶稀溶液中的溶剂剂 稀溶液中的溶质 不同溶剂蒸气压的大小由液体分子间相互作用力决定。16.4-3-2 Henry定律定律 1803年年 亨利亨利(Henry W)一定温度下，微溶气体一定温度下，微溶气体B在溶在溶剂剂A中的溶解中的溶解度度xB与与该该气体在气相中的分气体在气相中的分压压pB成正比。成正比。实验实验表明，享利定律也适用于稀溶液中表明，享利定律也适用于稀溶液中挥挥发发性溶性溶质质的气、液平衡的气、液平衡(如乙醇水溶液如乙醇水溶液)。所以亨利定律又可表述所以亨利定律又可表述为为：一定温度下，稀溶液中一定温度下，稀溶液中挥发挥发性溶性溶质质B在平衡在平衡气相中的分气相中的分压压力力pB与与该该溶溶质质B在平衡液相在平衡液相中的摩中的摩尔尔分数分数xB成正比。成正比。17.Henry定律的不同形式定律的不同形式 所以所以应应用亨利定律用亨利定律时时，要注意由手册中所，要注意由手册中所查查得亨得亨利系数与所利系数与所对应对应的数学表达式，亦即要知道亨利的数学表达式，亦即要知道亨利系数的量系数的量纲纲，就可知道它所，就可知道它所对应对应的数学表达式。的数学表达式。18.图图形表示形表示AB19.微观解释20.图图形表示形表示21.小小结结1、kH的意的意义义：单单位位浓浓度且服从度且服从H的蒸气的蒸气压压。2、H有不同形式。有不同形式。3、图图形表示。形表示。4、H适用范适用范围围：22.H适用范适用范围围（1）稀溶液中的）稀溶液中的挥发挥发性溶性溶质质；（2）若溶液上方是混合气体，）若溶液上方是混合气体，H中中对应对应的是的是B的分的分压压；（3）溶）溶质质在气液两相中的分子形在气液两相中的分子形态态相同；相同；例例1：HCl溶解于苯中形成的稀溶液；溶解于苯中形成的稀溶液；HCl溶解于水溶解于水。例例2：同核双原子分子气体：同核双原子分子气体：O2、N2、H2、溶于水：溶于水：溶于金属液：溶于金属液：23.5、对对H的修正的修正-Sievert平方根定律平方根定律H2H金属液金属液24.6、H与与R的的联联系与区系与区别别（1）联联系：系：（2）区）区别别：25.4-4 理想液理想液态态混合物混合物 旧称理想溶液。旧称理想溶液。在一定温度下，液在一定温度下，液态态混合物中任意混合物中任意组组分分B在全部在全部组组成范成范围围内内(xx)都遵都遵守守Raoult定定 律，即律，即的液态混合物，叫理想液态混合物。26.4-4-1 模型模型1、宏、宏观观2、微、微观观27.宏宏观观模型模型28.图图形表示形表示29.微微观观模型模型（1）fAAfBBfAB（2）（分子（分子)（分子（分子)30.例例同位素混合物同位素混合物（H2O-D2O）同分异构体同分异构体（对对、邻邻或或间间二甲苯）二甲苯）同系物（苯、甲苯）同系物（苯、甲苯）冶金上的炉渣冶金上的炉渣31.4-4-2 理想液理想液态态混合物中任混合物中任意意组组分的化学分的化学势势32.详细详细推推导导气液平衡时 B(l)B(g)33.以往的教材中，常把以往的教材中，常把B*（l,T,p）作）作为标为标准准态态的化学的化学势势。但但GB3102.893中，不管是中，不管是纯纯液体或是混合物中的液体或是混合物中的组组分的分的标标准准态态都都选选定定为为温度温度T，压压力力为为pyy下液体下液体纯纯物物质质的状的状态态，标标准准态态的化学的化学势势用用Byy(l,T)表示。表示。pyy与与p的的差差别别引起的引起的Byy（l,T）与）与B*（l,T,p）的差）的差别别可由下式可由下式得到：得到：34.在通常在通常压压力下力下p与与p差差别别不大不大时时，对对凝聚系凝聚系统统的化学的化学势值势值影影响不大，所以上式中的响不大，所以上式中的积积分分项项可以忽略不可以忽略不计计，可，可简简化化为为：对对理想液理想液态态混合物中的各混合物中的各组组分不区分分不区分为为溶溶剂剂和溶和溶质质，都，都选择选择相同的相同的标标准准态态，任意，任意组组分分B的化学的化学势势表达式都是上式。表达式都是上式。：T、p时纯B的化学势；：标准态的化学势，即温度为T，压力为p 下纯液体的化学势。35.4-4-3 理想液理想液态态混合物的混合性混合物的混合性质质36.4.mixmixG G与与mixmixS S 与理想气体等温等与理想气体等温等压压混合混合过过程的公式相程的公式相对对比，比，结论结论？37.Question 300K时时，从大量等物，从大量等物质质的量的的量的C2H4Br2和和C3H6Br2理想液理想液态态混合物中分离出混合物中分离出1mol纯纯C2H4Br2，所需做的最小功，所需做的最小功为为_。38.例例139.解解40.例例241.解解42.例例3 100时时，纯纯CCl4及及纯纯SnCl4的蒸气的蒸气压压分分别为别为1.933105Pa及及0.666105Pa。这这两种液体可两种液体可组组成理想液成理想液态态混合物。假定以混合物。假定以某种配比混合成的某种配比混合成的这这种液种液态态混合物，在外混合物，在外压压力力为为1.013105Pa的条件下，加的条件下，加热热到到100时时开始沸开始沸腾腾。计计算：算：（1）沸）沸腾时该腾时该液液态态混合物的液相混合物的液相组组成；成；（2）该该液液态态混合物开始沸混合物开始沸腾时腾时的第一个气泡的的第一个气泡的组组成。成。43.二二组组分液分液态态完全互溶系完全互溶系统统的沸点的沸点组组成成图图 44.45.作作业业163页页14、18。46.