第四章多组分系统热力学 本章研究对象:非电解质的、均相液态混合物及液态溶 液;但研究方法对固态混合物及其溶液同样适用。 了解理想液态混合物及理想稀溶液概念; 掌握理想液态混合物及理想稀溶液的化学势等温式; 掌握理想液态混合物混合过程热力学函数变规律; 掌握几个常见的稀溶液相平衡规律; >了解活度及活度系数的概念,真实溶液标准态(参 考态)选择惯例
第四章 多组分系统热力学 本章研究对象：非电解质的、均相液态混合物及液态溶 液；但研究方法对固态混合物及其溶液同样适用。 ➢ 了解理想液态混合物及理想稀溶液概念； ➢ 掌握理想液态混合物及理想稀溶液的化学势等温式； ➢ 掌握理想液态混合物混合过程热力学函数变规律； ➢ 掌握几个常见的稀溶液相平衡规律； ➢ 了解活度及活度系数的概念，真实溶液标准态（参 考态）选择惯例
第四章多组分系统热力学 均相混合物及溶液:含两种及两种以上物质的均相 系统,其中的任何部分具有相同的性质。 均相混合物特点:对其中的各组分采用相同的研 究方法、选择相同的参考态。 可分为:气态、液态及固态混合物; 溶液特点:分为溶剂组分和溶质组分,溶质溶于溶 剂形成溶液。溶剂、溶质性质差别悬殊,分别采用不 同的研究方法、选择不同的参考态。 亦分为:气态、液态及固态溶液; 二者无明确界限,实际使用中常出现交叉
第四章 多组分系统热力学 ➢ 均相混合物及溶液：含两种及两种以上物质的均相 系统，其中的任何部分具有相同的性质。 ➢ 均相混合物特点：对其中的各组分采用相同 的研 究方法、选择相同的参考态。 可分为：气态、液态及固态混合物； ➢ 溶液特点：分为溶剂组分和溶质组分，溶质溶于溶 剂形成溶液。溶剂、溶质性质差别悬殊，分别采用不 同的研究方法、选择不同的参考态。 亦分为：气态、液态及固态溶液； 二者无明确界限，实际使用中常出现交叉
第四章多组分系统热力学 §4-1液态混合物及溶液组成的标度 §4-2偏摩尔量 §4-3拉乌尔定律和亨利定律 §4-4理想液态混合物 §4-5理想稀溶液 §4-6真实液态混合物及溶液 (书中P198-202§48为不要求的提高内容) 习题:4.1,4.3,4.5~6,48,4.11,4.13, 4.19,4.21~22,4.25,4.28
第四章 多组分系统热力学 §4-1 液态混合物及溶液组成的标度 §4-2 偏摩尔量 §4-3 拉乌尔定律和亨利定律 §4-4 理想液态混合物 §4-5 理想稀溶液 §4-6 真实液态混合物及溶液 （书中P198-202 §4.8为不要求的提高内容 ） 习题：4.1，4.3，4.5~6，4.8，4.11，4.13， 4.19，4.21~22，4.25，4.28
s4-1液态混合物及溶液组成的标度 1、混合物某组分B的组成标度(GB31028-93) (1)B的分子浓度 B单位 (2)B的质量浓度:PB≡ B 单位:kgm (3)B的质量分数:g≡、B ∑ B (4)B的摩尔分数:xB≡ 量纲为1 ∑ (无量纲量) (5)B的体积分数,0p;V折合标准状况体积 Bm B
§4-1 液态混合物及溶液组成的标度 1、混合物某组分B的组成标度（GB3102.8-93）： （1）B的分子浓度： V N C B B 单位：m-3 （2）B的质量浓度： V mB B 单位：kg·m-3 （3）B的质量分数： B B B m m （4）B的摩尔分数： B B B n n x （5）B的体积分数： ; * , * , B m B B m B B x V x V V*—折合标准状况体积。 量纲为1 （无量纲量）
s4-1液态混合物及溶液组成的标度 2、溶液中溶质B的组成标度 (1)B的质量摩尔浓度:b2(或m2)=B单位: mol kg (2)B的物质的量浓度:CB=V B单位:mom3 (3)B的摩尔比:rB≡ (4)B的百倍质量分数:[%B=100。=100mp ∑m
2、溶液中溶质B的组成标度 （1）B的质量摩尔浓度： A B B B m n b (或m ) 单位：mol·kg-1 （3）B的摩尔比： A B B n n r （4）B的百倍质量分数： B B B m m B = = 100 [% ] 100 （2）B的物质的量浓度： V n c B B 单位：mol·m-3 §4-1 液态混合物及溶液组成的标度
s4-1液态混合物及溶液组成的标度 3、溶液几种浓度间的换算 MOB B MOr +MB b +1MA Cr+(P-MBB//M 溶液足够稀时:x"M0=MbM△CB Mc.B的摩尔质量(kgmo) 溶液的密度(kgm3)
B B B A B B A B A B B A A B B c M c M c b M b M M M x 1 + ( − ) = + = + = MG,B—B的摩尔质量(kg·mol-1 )； ρ—溶液的密度(kg·m-3 ) B A B A B B A A B B c M M b M M n n x 溶液足够稀时： = = = 3、溶液几种浓度间的换算 §4-1 液态混合物及溶液组成的标度
§4-2偏摩尔量 :Vm水=18.09mL/mol,Vm,乙醇=58.35mL/mol, 各取其1mo混合,混合前体积为: 水Jm水+n乙醇Vm乙醇=76.4m 混合后体积为:V2=744mL >纯物质均相系,系统的体积为T的函数, nv m=V(Tp) >多组分均相体系:V=V(T,n1,n2,n1); 即:V≠∑nBmB d P,ni dT+(tn.d d aT ghi Ip+ ∑ p,nC(C≠B B B=1 B
§4-2 偏摩尔量 例：Vm,水 =18.09mL/mol，Vm,乙醇=58.35mL/mol， 各取其1mol混合，混合前体积为： V1= n水Vm,水 + n乙醇Vm,乙醇=76.4mL ➢ 纯物质均相系，系统的体积为T,p 的函数， 即： V*=nV*m =V(T,p) ➢ 多组分均相体系：V=V(T,p,n1 ,n2 ,…nk )； 即：V ≠ ΣnBV*m,B 混合后体积为： V2=74.4mL = + + = k B T p n B B p n T n n n V p p V T T V d V 1 ( ) , d ( ) , d ( ) , , d i i C(C B )
、偏摩尔量的定义 液体中发生的混合过程多为定温定压过程,则 dv ∑ anB clhn=∑vdn(42 B=1 onB (4-2-2) T,P,nC(C≠B) >V称为组分B的偏摩尔体积。 >物理意义为:定温定压及除B以外其他组分不变 下,V随组分B的物质的量n的变化率; 或定温定压及除B以外其他组分不变下,向一巨 大体系中加入单位物质的量的B,所引起V的变化
一、偏摩尔量的定义 液体中发生的混合过程多为定温定压过程，则 C(C B ) , , ( ) = T p n B B n V V (4-2-2) ➢VB称为组分B的偏摩尔体积。 = = = B B k B T p n B B d n V d n n V d V 1 , , C(C B ) ( ) (4-2-1) ➢物理意义为：定温定压及除B以外其他组分不变 下，V 随组分B 的物质的量 nB 的变化率； 或定温定压及除B以外其他组分不变下，向一巨 大体系中加入单位物质的量的B，所引起V 的变化
、偏摩尔量的定义 结论推广: >纯物质均相系,体系的任意容量性质Z可表示为 Tp的函数,即:Z=nzxm=Z(T) z可为:V、US、H、A及G等。 >多组分均相体系:z=Z(T,n1,n2…,n); 有:Z≠∑nZxm,B aZ OZ dz=() Pgn i dT+T dp+ ∑ dn B T B=1 an T,P,nC(C≠B) B
一、偏摩尔量的定义 ➢ 纯物质均相系，体系的任意容量性质 Z 可表示为 T,p 的函数，即：Z*=nZ*m =Z(T,p) Z 可为：V、U、S、H、A及G 等。 ➢ 多组分均相体系：Z=Z(T,p,n1 ,n2 ,…nk )； 有：Z ≠ ΣnBZ*m,B 结论推广： = + + = k B T p n B B p n T n n n Z p p Z T T Z d Z 1 ( ) , d ( ) , d ( ) , , d i i C(C B )
、偏摩尔量的定义 液体中发生定温定压混合过程,则 z=∑ =∑ (4-2-1) T,P,nC(C≠B) BB B=1 B (4-2-2) B an T,P,nC(C≠B) B >Z称为组分B的偏摩尔量(VB、UB、SB、GB、等) >物理意义为:定温定压及除B以外其他组分不变 下,状态性质Z随组分B的物质的量nB的变化率; 或定温定压及除B以外其他组分不变下,向一巨 大体系中加入单位物质的量的B,所引起状态性质 z的变化
一、偏摩尔量的定义 液体中发生定温定压混合过程，则 ( ) , , ( ) T p nC C B B B n Z Z = (4-2-2) ➢ZB称为组分B的偏摩尔量(VB、 UB、 SB、 GB、等)。 = = = B B k B T p n B B dn Z dn n Z dZ C C B 1 , , ( ) ( ) (4-2-1) ➢物理意义为：定温定压及除B以外其他组分不变 下，状态性质 Z 随组分B 的物质的量 nB 的变化率； 或定温定压及除B以外其他组分不变下，向一巨 大体系中加入单位物质的量的B，所引起状态性质 Z 的变化