环境物理化学电子 (供环境科学专业使用 第4章 化学势 什兴南制作 复旦大学环境科学导程系 O 2008 Fudan University. All rights reserved
叶兴南 制作 复旦大学环境科学与工程系 © 2008 Fudan University. All rights reserved. 环境物理化学电子课件 （供环境科学专业使用） 第4章 化学势
3.1偏摩尔量 50ml水+50m乙醇=95ml 混合 由于分子间的作用力,总体积减少。 减少的量与两者的比例有关 因此=f(T,p,n水,n乙醇) 总体积(mL) 130 125 混合前总体积 120 115 110 混合后总体积 100 20 60 80 100 乙醇浓度% 0193
2019年3月31日5时55分 由于分子间的作用力，总体积减少。 减少的量与两者的比例有关。 100 105 110 115 120 125 130 0 20 40 60 80 100 乙醇浓度％ 总体积（mL） 50 ml水＋50 ml乙醇 = 95ml 混合前总体积 混合后总体积 20 60 100 80 40 因此V = f ( T, p , n水 , n乙醇 ) 混合 3.1 偏摩尔量
等温等压下,在无限量多组分体系中,加入1moB 物质所引起的体系的体系变化量v,称为B的偏摩 尔体积 B B T,p,n 偏摩尔量X的定义为: B/7,n,n2≠B Ⅹ称为物质B的某种容量性质X的偏摩尔量 0193
2019年3月31日5时55分 等温等压下，在无限量多组分体系中，加入1molB 物质所引起的体系的体系变化量VB，称为B的偏摩 尔体积 偏摩尔量XB的定义为： XB称为物质B的某种容量性质X的偏摩尔量 T p nC B B n V V , , B T p n B B c n X X ,
使用偏摩尔量时应注意: 1.偏摩尔量的含义是:在等温、等压、保持B物质以外的所 有组分的物质的量不变的条件下,改变n所引起广度性质 的变化值,或在等温、等压条件下,在大量的定组成体系中 加入单位物质的量的B物质所引起广度性质变化值 2.偏摩尔量是强度性质 3.纯物质的偏摩尔量就是它的摩尔量 4.任何偏摩尔量都是T,D和组成的函数。 0193
2019年3月31日5时55分 使用偏摩尔量时应注意： 1.偏摩尔量的含义是：在等温、等压、保持B物质以外的所 有组分的物质的量不变的条件下，改变nB所引起广度性质X 的变化值，或在等温、等压条件下，在大量的定组成体系中 加入单位物质的量的B物质所引起广度性质X的变化值。 2. 偏摩尔量是强度性质。 3.纯物质的偏摩尔量就是它的摩尔量。 4.任何偏摩尔量都是T，p和组成的函数
偏摩尔量的集合公式 对于只有A,B的两组分体系,V=f(nA,nB) aV av dv= an nB B B B BB 类比可得: X B=n,+n,x2+ 这就是偏摩尔量的集合公式,说明体系的总的容 量性质等于各组分偏摩尔量的加和。 0193
2019年3月31日5时55分 这就是偏摩尔量的集合公式，说明体系的总的容 量性质等于各组分偏摩尔量的加和。 对于只有A，B的两组分体系，V=f(nA , nB ) 类比可得： 偏摩尔量的集合公式 dV VA dnA VB dnB k k k B X nB XB n1 X1 n2 X2 n X V nA VA nB VB d𝑉 = 𝜕𝑉 𝜕𝑛𝐴 𝑑𝑛𝐴 + 𝜕𝑉 𝜕𝑛𝐵 𝑑𝑛𝐵
写成一般式有: aU B B T,p,n2(C≠B) B aH H BB B T,P,n(c≠B) A=∑ aA B T,p,n(c≠B) S BB B B C2Tp(c≠B) ∑n2Gn G B ,p,nC(c≠B) 0193
2019年3月31日5时55分 写成一般式有： c c c c c B B B , , ( B) B B B B B , , ( B) B B B B B , , ( B) B B B B B , , ( B) B B B B B , , ( B) B B ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) T p n c T p n c T p n c T p n c T p n c U U n U U n H H n H H n A A n A A n S S n S S n G G n G G n B =
溶液偏体积计算 B物质的水溶液的体积与B的质量摩尔浓度有如下关系式: V/cm3=1002+23b bB/molkg+2. 2(b/molkg-1)]. 5 若bB=1mo/kg1,计算B和H2O的偏摩尔体 积 0193
2019年3月31日5时55分 溶液偏体积计算 若bB=1mol/kg-1，计算B和H2O的偏摩尔体 积 3 1 1 1.5 / 1002 23 / 2.2( / ) V cm bB molkg bB molkg B物质的水溶液的体积与B的质量摩尔浓度有如下关系式：
化学势的定义 广义定义: OH uB On. 5, V, m(cB)= S,p,n2(C≠B) B 0A OG Tn2(c≠B) T,P,n2(C≠B) B 保持特征变量和除B以外其它组分不变,某热力学 函数随其物质的量B的变化率称为化学势。 0193
2019年3月31日5时55分 化学势的定义 广义定义： B , , (c B) ( ) c S V n B U n , , (c B) ( ) c S p n B H n , , (c B) ( )T V nc B A n , , (c B) ( )T p nc B G n 保持特征变量和除B以外其它组分不变，某热力学 函数随其物质的量 nB 的变化率称为化学势
∥学热的完 狭义定义: aG B T,p,n(C≠B) B 保持温度、压力和除B以外的其它组分不变,体系的 Gibbs自由能随n的变化率称为化学势,所以化学势 就是偏摩尔 Gibbs自由能。 化学势在判断相变和化学变化的方向和限度方面有重 要作用。 0193
2019年3月31日5时55分 化学势的定义 狭义定义： B , , (c B) c B ( )T p n G n 保持温度、压力和除B以外的其它组分不变，体系的 Gibbs自由能随 的变化率称为化学势，所以化学势 就是偏摩尔Gibbs自由能。 B n 化学势在判断相变和化学变化的方向和限度方面有重 要作用
名组公休系中的基太公式 在多组分体系中,热力学函数的值不仅与其特征 变量有关,还与组成体系的各组分的物质的量有关。 例如:热力学能U=U(S,V,n,n2…,h) aU aU 其全微分dU asvg ds+ oU )sn dv t ∑ S, V,nc(c*B) an dU=dS-pd+∑/adn B 同理:dH=7ds+p+∑Aadn B d4=-S7-pd+∑dh B dG=-Sd7+d+∑dn B 0193
2019年3月31日5时55分 多组分体系中的基本公式 在多组分体系中，热力学函数的值不仅与其特征 变量有关，还与组成体系的各组分的物质的量有关。 例如：热力学能 1 2 k U U S V n n n ( , , , , , ) c B B k , , , , (c B) B B 1 B d ( ) d ( ) d ( ) d V n S n S V n U U U U S V n S V n 其全微分 B B B d d d d H T S V p n B B B d d d d A S T p V n B B B d d d d G S T V p n 同理： B B B 即： d d d d U T S p V n
