物化第四章

物化第四章多组分系统热力学，知识点有偏摩尔量、化学势、气体组分的化学势、逸度及逸度因子、拉乌尔定律和亨利定律、理想液态混合物等。

第四章 多组分系统热力学

• 4•1偏摩尔量
  • 定义：在恒温、恒压以及除组分B以外其余各组分的物质的量均不变的条件下，广度量Ｘ随组分B的物质的量nB的变化率XB称为组分B的偏摩尔量
    • 偏摩尔量加和公式：系统在某组成下的广度量为各组分在该组成时的物质量与其偏摩尔量乘积的加和
    • ⚠️注意
      • XB为加入B对体系的贡献，不等于体系B所占份额，贡献可正可负
      • 只有广度性质才有偏摩尔量
      • 只有在（T，P）恒定下，Ｘ随nB的变化率才是偏摩尔量
      • 偏摩尔量是状态函数，强度性质，与体系组成有关
      • 具有加和性
      • 遵循均相、纯物质相应的热力学关系
  • 偏摩尔量体积的测定
    • 当nC一定时，不断向系统中加入B，测定溶液的体积，作V-nB曲线，求斜率得B的偏摩尔体积
    • 比较二组分液态混合物体积计算
      • 理想
      • 真实
  • 吉布斯-杜亥姆方程
    • 意义：在恒温恒压下，当混合物的组成发生微小变化时，如果一组分的偏摩尔量增大，则另一组分的偏摩尔量必定减小，且增大和减小的比例与两组分摩尔分数成反比
  • 偏摩尔量之间的函数关系
    • 🌟
• 4•2化学势
  • 定义
    • • ⚠️只有第一个是偏摩尔量
  • 多组分系统热力学方程
    • 单相均匀系统
    • 多相
  • 化学势判据
    • 多相多组分系统
      • 恒温恒压，非体积功为零
      • 恒温恒容，非体积功为零
      • 系统物质平衡条件与达到平衡的方式无关；系统的热力学函数在平衡时的极值性质与系统达到平衡的方式有关
    • 单组分封闭系统的相变化
      • • 若组分B在各相中的化学势不等，自发变化的方向总是从化学势较高的相流向化学势较低的相，直到两相中的化学势相等为止。
• 4•3气体组分的化学势
  • 纯理想气体
  • 理想气体混合物中的任一组分
• 4•4逸度及逸度因子
  • 定义
    • • （逸度具有压力的量纲）
  • 作用：修正真实气体对理想气体的偏差
• ‼️4•5拉乌尔定律和亨利定律
  • 多组成系统的组成的表示方法
    • 摩尔分数
    • 质量分数
    • 物质的量浓度
    • 质量摩尔浓度
  • 拉乌尔定律
    • 稀溶液中溶剂A的蒸气压等于同一温度下纯溶剂的蒸气压与溶剂的摩尔分数的乘积
    • 适用范围：理想溶液、非电解质的稀溶液中的溶剂
  • 亨利定律
    • 在一定温度下，稀溶液中挥发性溶质B在气相中的平衡分压pB与其在溶液中的摩尔分数成正比
    • 适用范围：稀溶液中的挥发性溶质
  • ⚠️区别
    • 适用对象不同，拉乌尔指溶剂蒸气压，亨利指溶质蒸气压
    • 对拉乌尔定律来说，溶液中溶剂蒸气压只与数量有关，与溶质分子种类无关；而亨利定律的比例常数除决定于溶质本身外，还与溶剂性质有关
    • 温度不同，亨利系数不同。温度升高，挥发性增强，亨利系数增大
    • 同样分压下，温度越高，气体溶解度越小
• 4•6理想液态混合物
  • 定义：液态混合物中的任一组分在全部组成范围内都符合拉乌尔定律
  • 任一组分化学势
  • 纯液态化学势和标准态化学势的关系
    • • 凝聚态物质
  • 混合性质
• 4•7理想稀溶液
  • 定义：无限稀薄溶液，c趋向于0
  • 溶剂化学势（符合拉乌尔定律）
  • 溶质化学势
  • 分配定律
    • 一定温度和压力下，溶质在两不互溶的液体间达到平衡时，若形成理想稀溶液，则两相中溶质的浓度之比为常数
• 4•8活度及活度因子
• ‼️4•9稀溶液的依数性 （一般讨论难挥发性溶质的稀溶液）
  • 溶剂蒸汽压下降
  • 凝固点降低（析出固态纯溶剂）
  • 沸点升高（溶质不挥发）
  • 渗透压（反渗透）