液體混合物與溶液

1、第三章液體混合物與溶液二二二二三前章對象龍單紐分天統(tǒng)（純暢質(zhì)丿 琪組欣愼定旳慕統(tǒng)。 常兄的萊統(tǒng)絕大部分為多蛆分爽統(tǒng)販變姐分萊統(tǒng) 一些爰不概念及名場術(shù)語：多組分單相菜統(tǒng)：是由兩種跌兩種嘆上楊質(zhì)嘆才子大小 福互均勻瀝合而慶旳均勻罠鋭?；旌蠄觯簢L對均習(xí)霖統(tǒng)中各姐分C2k C、）均逓用同 樣的裸準(zhǔn)態(tài)和眉樣方法加嘆瞬憲時，稱M為混合粉。 溶液：肖將均習(xí)系統(tǒng)中的多且分區(qū)才為溶劑（A）和溶質(zhì)（B）,而對二者遽用不同的祿準(zhǔn)態(tài)和不同的方法加嘆 研眾時，秫M為溶液。溶劑（A）和溶質(zhì)（B）：g + 1 sin s + 1 sin分類:氣態(tài)溶液（氣體混合物）V液態(tài)溶液固態(tài)溶液（固溶體）*sln （液體混介物） 其中量

2、多者為A,少者為B二.溶液組成的習(xí)慣表示方法組成是溶液的強(qiáng)度性質(zhì):T, p,組成1. 物質(zhì) 的 磺 分 數(shù)(Substance amount fraction, mole fraction),?B=2. 質(zhì)量摩爾濃度(Molality)mol kgJ3.物質(zhì)的量濃度(濃度)Substance amount concentnition“B% = V 4.質(zhì)量分?jǐn)?shù)(mass fraction) VVB =Z注:(1)各種濃度的換算：選合適駅的溶液Z例：某H2SO4(B)溶液 ivb = 5%,則X5/98 xR = 0.0096 5 . 98 + 95 18 ,5 98Ib . =x KXX) =

3、 0.5371 mol kg-1 95z(2)在很稀的濃度范國內(nèi)，以卜.各量成正比。 1多組分系統(tǒng)與單組分系統(tǒng)的差別2 1在個封閉的多組分多相系統(tǒng)中，對Z 其中的每一種物質(zhì)，每一相而言，不是 z 分封閉的，而是敞開的系統(tǒng)-. 二2單組分系統(tǒng)的廣度性質(zhì)具有加和性 三若1 mol單組分B物質(zhì)的體積為:則2 mol單組分B物質(zhì)的體積為2x MJ 一二-二二二二三二二三三:多組分系統(tǒng)與單組分系統(tǒng)的差別rn.BXn*O I mol單組分B物質(zhì)和1 mol單組分C物質(zhì)混合， 2得到的混合體積可能有兩種情況：m.C二 V = 1 mol x B + 1 mol x形成了混合物二（2） H 工 1 molx

4、匕;$ + molxU；c 形成了溶液偏靡爾晟(Partial molar quantities).一.質(zhì)點數(shù)目可變系統(tǒng)的狀態(tài)描述二 質(zhì)點數(shù)目可變系統(tǒng)：敞開系統(tǒng)21組成可變的封閉系統(tǒng)相當(dāng)于敞開系統(tǒng)：Z組成不變：雙變鼠系統(tǒng)Z=HT、p）z封閉系統(tǒng)發(fā) j二平術(shù)丿dG= Z=工如站S0即 E，B“B S 2自發(fā)匸平衡結(jié)論：在等7 p, 8Wr, = 0的條件下， 物質(zhì)由化學(xué)勢高的相流向化學(xué)勢 低的相。相平衡時化學(xué)勢相等。結(jié)論:在等T, p9 FT =0的條件下，化學(xué)反應(yīng)向著 化學(xué)勢降低的方向?；瘜W(xué)平衡時化學(xué)勢相等?？偨Y(jié):Z （1）在等T,，曠=0的條件下，物質(zhì)總是X由尚化學(xué)勢流向低化學(xué)勢。平衡時化學(xué)

5、 勢相等。 （2）在ir = o的條件下，化學(xué)勢決定所冇傳 質(zhì)過程的方向（化學(xué)勢判據(jù)統(tǒng)一判據(jù)） Z （3）在urf = 0的條件下，化學(xué)勢相等是平 衡的條件，是處理平衡|r U題的依據(jù)?！癇 = /（匚P“BXC） 對一個給定的溶液=%與T的關(guān)系:意乂: T 9 “b!a (8G )1Q(-S)312. “B與P的關(guān)系同理:意義：一般“T，“bTd“B = Spd7 + Vgdp與G對比結(jié)論:只要將定組成系統(tǒng)中關(guān)于G的公式中的 容帚性質(zhì)代Z以相應(yīng)的偏擦爾駅，即變 成“的公式。理想氣體的熱力學(xué)宦義 33氣體的化學(xué)勢(Chemical potential of gases)的絕對值不可知，所以要人

6、為選樣標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài). 即用相對值的辦法表示“B。一、理想氣體的化學(xué)勢1.純理想氣體RphAb* = ?選擇標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)為B（理想氣體，T,護(hù)），“b。 加=：+ e 嚴(yán)燈人=“b + 打dp(1)式中乞項的物理意義:B T.p)理想氣體B(7 ”o)Ab*燈In斗 冷* 一 “B P“B*值不可知，但不影響比較化學(xué)勢(3)可由統(tǒng)計力學(xué)導(dǎo)出士二二二二二二二二二三二=2.理想氣體混介物平衡：(1)Pb=Pb* “B 二 “B*純B/ /B*semi permeable membrane of B“B = “； = Ab + RT 5 氣 =應(yīng) + RT In 卑 PPB+C+T，PB如=?“B = “B

7、+ 燈 1,1 -7 P“b：純理想氣體B(7 p9)RTIn牛：可由混合氣體和7 p和紐成求出PP 二、實際氣體的化學(xué)勢 對純實際氣體:“；=昭+ M m叫不適用 問題：實際氣體狀態(tài)方程不統(tǒng)一，普適性都不高2解決問題的方法：Lewis建議引入校止因rY “B = “B + 燈 b p二令YP=f,氣體的逸度fugacity/：氣體的逸度，PaAb?純理想氣體B(7瀘)，假想態(tài)RT心:實際氣體B(7 “)與理想氣體卩B(T,的化學(xué)勢之差。意義：各種實際氣體的化學(xué)勢表達(dá)式整 齊化-，且與理想氣體的形式相同。三、氣體的逸度和逸度系數(shù)(Fugacityand fugacity coefficient

8、)1 逸度和逸度系數(shù)的意義：f = YP校正壓力- L.fugacity coefficient卩(fugacity factor, 0 )(1)對理想氣體：不需要校正，Y- 1 or f-pZ(2)對實際氣體：二71，反映氣體在熱力洋上對理想氣 體的偏離程度 lim / = 1orUm f =p p-0p-0 (3)對標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)：二瀘=1, fQ = pQ= 101325 PaZ (4) y= y(T,p,本性)：對同一種氣體， 氣體的特性參數(shù)y(T,p),卩不是 ，而與狀態(tài)有關(guān)。2.逸度(逸度系數(shù))的計算解析法：利用狀態(tài)方程 主要方法彳圖解法：實驗.對比狀態(tài)法：查圖表 35 Raoult/i

9、；律和理想溶液(Raoult s law and ideal solution) 一、Raouit定律Z 蒸氣壓是液體的車要強(qiáng)度性質(zhì)X純液體：P： = /(T.P)主要決定于卩 溶液：Pv =八八，)主耍決定M和組成二幾組成關(guān)親如何？ 1887年在實驗基礎(chǔ)上Tpk = Pkxk溶液中溶劑的蒸氣分壓同溫(同壓)下純?nèi)軇┑募鍤鈮海琍d)2.理想溶液的化學(xué)孫： 對任意組分B, “B = ? 設(shè) sin gsinT 9 p Xg i=“;（l，T）+ RT In XB（1）則“B（血2 “B（g）嵐+ RT ,n !（科!想氣體） p=扇+ Rf 晦（理想溶液）P=譏 + RT In 卩詈 + /?T

10、 In xBIP丿=“bGTpJ+M b %“B（sln ）= “；（l,7p）+ RT In xB （1）選B（l, T, /尹）為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)，札化學(xué)勢為舛。B（l, T, pe） 軸 B（l, T, p）A“b = AGm 訂：助dp:.“；（M,P）=“： +jJ.V；dp （2）（2）代入（1）：“b = 10 心 + J ； 條件：理想溶液中的任意組分QF P Ab 二 “b +燈 S xB +J ,Vfldp 離:純B(l, T, pe), JIT)、RT In xB： fiTf *b)，意義f.V；dP : RT, p),意義J pb ：人7，P9 XB) rB I ZZb10“B

11、 + RT In “BT. 血)=“B“：+J：V；dpdp=“；(l7p)一般怙況下jMdp值很小，與RT In ab 相比可忽略三、理想溶液的通性(Namely, mixing properties of ideal solutions) 任等7、，“卜山純液體混合配制理想溶液A(l)B(l)理想溶液1八P“AT， ， B鄒7； p.混介P* vA1 無熱效應(yīng):= (nAA/A +wBA/B)-(nAH*+nBA/；) wSaWMb(比 W)“A1億-;)+心仏-忙)(1) = /* + /?71nxA +|；dpdTR T In a a(QR In x、0T7f=-yr+0 h=h；同理:代入:Z 2 無體積效應(yīng):VA = 0 + 0 + V； 同理： vB = V；代入(2)： AmixV =03.爛增加A mix S = -RSa b VA +斥5 “B)4. Gibbs函數(shù)減少mwG =/SAln “A+ln %) 37 Henry定律和理想稀薄溶液(Hemy s law and ideal dilut