多组分系统热力学及其在溶液中的应用

物理化学第四章多组分系统热力学及其在溶液中的应用，多组分系统的组成表示方式，偏摩尔量，化学势，稀溶液的依数性。理想液态混合物知识点总结。

多组分系统热力学及其在溶液中的应用

• 引言
  • 多组成系统：两种或两种以上的物质所形成的系统。
    • 均相
    • 多相
  • 混合物：多组分均匀系统中，各组分均可选用相同的方法处理，有相同的标准态，遵守相同的经验定律，这种系统称为混合物。
  • 溶液：含有一种以上组分的液体相或固体相称为溶液。
  • 溶剂和溶质
    • 如果组成溶液的物质有不同状态，通常将液态物质称为溶剂，气态或固态物质称为溶质。
    • 如果具有相同的状态，则把含量多的一种称为溶剂，含量少的称为溶质。
  • 稀溶液：溶液中含溶质的量很少，称为稀溶液，用∞表示。
• 多组分系统的组成表示方式
  • 质量浓度
    • 质量浓度=溶质的质量除以溶液的体积。
  • 质量分数
    • 质量分数=溶质的质量除以溶液的质量。
  • 浓度
    • 物质的量浓度=溶质的物质的量除以溶液的体积。
  • 摩尔分数
    • 摩尔分数=溶质的物质的量除以溶液的总的物质的量。
    • 气态混合物中摩尔分数常用
• 偏摩尔量
  • 偏摩尔量
    • 称为物质B的某种容量性质Z的偏摩尔量
    • 物质B的偏摩尔量：指在等温、等压，除B外的其他组分的量保持不变时，某广度性质对组分B的物质的量的偏微分。
    • 系统中只有一种组分则偏摩尔量ZB就是摩尔量
    • 偏摩尔吉布斯自由能又称化学势，用符号
  • 偏摩尔加和公式
    • 偏摩尔量的加和公式揭示了多组分系统中各个广延性质的总值与各组分的偏摩尔量之间的关系
• 化学势
  • 化学势与温度、压强的关系
    • 化学势与温度的关系
    • 化学势与压强的关系
• 理想稀溶液中任一组分的化学势
  • 定义：有两个组分组成的溶液，在一定温度和压力下，在一定浓度范围内，溶剂遵守Raoult定律，溶质遵守Henry定律，这种溶液称为理想稀溶液。
  • 溶剂的化学势
    • 是在T,P时，纯溶剂A的化学势，而不是标准态
  • 溶质的化学势
• 稀溶液的依数性
  • 定义：指定溶剂的类型和数量后，这些性质只取决于所含溶质粒子的数目，而与溶质的本性无关。
  • 表现：①凝固点降低②沸点升高③渗透压
  • 出现依数性的原因：由于非挥发性溶质的加入，使溶剂的蒸气压降低。
  • ⑴凝固点降低
    • 纯溶剂的凝固点：在大气压强下，纯溶剂的固-液两相平衡共存的温度，称为该纯溶剂的凝固点或熔点。
    • 稀溶液的凝固点：固态纯溶剂从稀溶液中开始析出的温度
    • 
  • ⑵沸点升高
    • 纯溶剂的沸点：在大气压强下，液态纯溶剂的蒸气压等于外压、液-气两相平衡共存的温度。
    • 稀溶液的沸点：加入不挥发的溶质后，溶剂的蒸气压等于外压，气-液两相平衡共存的温度
    • 
  • ⑶渗透压
    • 阻止水分子渗透必须外加的最小压强π
    • πV=nBRT
• 理想液态混合物
  • 定义：在一定的温度和压强下，不分溶剂和溶质任一组分在全部浓度范围内都符合Raoult定律的多组分液态系统。
  • 混合物中任一组分的化学势
  • 理想液态混合物的通性
• 稀溶液中的两个经验定律
  • Raoult定律
    • 定温下，在稀溶液中，溶剂的蒸气压等于纯溶剂的蒸气压PA*乘以溶液中溶剂的摩尔分数。
    • 溶剂蒸气压的降低值与纯溶剂蒸气压之比等于溶质的摩尔分数。
    • .
  • Henry定律
    • 在一定温度和平衡状态下，气体在液态溶剂中的溶解度与该气体的平衡分压成正比。
• 气体及其混合物中各组分的化学势
  • • 单种理想气体的化学势
      • 单种理想气体化学势的表示式
    • 混合理想气体的化学势
      • 理想气体混合物的热力学定义式
    • 非理想气体的化学势