物理化学第四章，多组分系统热力学

物化第四章多组分系统热力学思维导图

多组分系统热力学

• 多组分系统的组成表示法
  • 多组分系统
    • 混合物
      • 混合物有液态固态和气态三种形式
      • 组分B 的摩尔分数 
      • 组分B 的质量分数 
      • 混合物中任一组分B的物质的量浓度 
    • 溶液
      • 溶液有固态溶液和液态溶液，但无气态溶液
      • 有稀浓之分，有理想非理想之分
• 偏摩尔量
  • 单组分与多组分系统的区别
    • 单组分系统的广延性质具有加和性
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        • 形成了混合物
        • 形成了溶液
  • 偏摩尔量的定义
    • 多组分系统的广延性质是温度、压强和组成的函数
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      • 在等温、等压条件下
        • 在等温、等压条件下，保持除B以外的其余组分不变，改变B物质的量所引起广延性质X的变化率。
    • 偏摩尔量定义
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  • 偏摩尔量的加和公式
    • 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
  • 多组分系统的热力学公式
  • 化学势的定义
  • 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
• 稀溶液的两个经验定律
  • 拉乌尔定律
    • 溶剂与溶液平衡时的蒸气压与溶液中溶剂的摩尔分数成正比，后称为拉乌尔定律，即定温下，在稀溶液中，溶剂的蒸气压等于纯溶剂的蒸气压乘以溶剂的摩尔分数。
  • 亨利定律
    • 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。
      • 子主题
• 稀溶液的依数性
  • 溶剂蒸气压降低
    • 溶剂蒸气压下降的数值与溶质的摩尔分数成正比，而与溶质的性质无关。
  • 凝固点下降
    • 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
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  • 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
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  • 渗透压
    • 阻止水分子渗透必须外加的最小压强
• 相对活度的概念
  • 非理想液态混合物
    • 由于组成混合物的各组分性质差异较大，使其中任一组分在整个浓度范围内对拉乌尔定律发生偏差，这种偏差可以是正的，也可以是负的。
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  • 非理想稀溶液中溶剂的活度
    • 溶剂对拉乌尔定律发生偏差，溶质对亨利定律发生偏差，这种偏差可正可负。这种稀溶液偏离了理想状态，称为非理想稀溶液。
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  • 非理想稀溶液中溶质的活度
    • 稀溶液的某些性质只与非挥发性溶质的质点数有关，而与质点的性质无关。
• 理想液态混合物及稀溶液的化学势
  • 理想液态混合物
    • 在一定的温度和压强下，任一组分在全部浓度范围内都符合拉乌尔定律的多组分液态系统
  • 理想液态混合物中任一组分的化学势
  • 稀溶液中各组分的化学势
    • 在一定的温度、压强和浓度的范围内，溶剂服从拉乌尔定律，溶质服从亨利定律。
• 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
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• 系统中各组分在热力学上用不同的处理方法，有不同的标准态，不同的化学势表示式分别服从不同的经验规律
• 系统中任意组分在热力学上，可用小型方法处理，用相同的标准态，相同的化学势表示式服从相同的经验定律（拉乌尔定律）