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Jn,故积分得 aP )T,mng,"C uB(T, P)=HB(T)+ VB.m d p (3—3-4) 6(T)是标准态化学势。将(3-17)代入(3-16)得 us =H(T)+R7nx,+ va dp 3-3-5) 由于在通常情况下,P与标准压力P的偏差不会太大,且溶液体积受压力的影响很小,故 若忽略积分项,而认为 (T,P)≈(T,P)≈(T) ˉ般来说不致引起很大的误差。所以式(3-3-3)或(3-3-5)就是理想溶液中任一组分的化 学势的表示式。凡是溶液中任一组分的化学势在全部浓度范围内都能用这个公式表示者,则 该溶液就称为理想溶液或理想混合物,这就是理想溶液的热力学定义, 四、理想溶液的通性 由理想溶液模型和热力学定义式子可以推出理想溶液具有以下通性: i.ΔaV=0,即由纯组分混合成溶液时,溶液的体积等于各组分的体积之和,而没有额外 的增加或减少。 i.ΔilH=0,这就是说在混合过程中,物质B的摩尔焓没有变化。所以混合前后总焓不变, 不产生热效应。 i.具有理想的混合熵。△S=-R∑nlnx iv.混合吉布斯自由能ΔaG。等温下,根据,ΔG=AH-AS,应有Ai3G=△-H-AS= RT∑nlnx2,由于x2<1,所以1G(0. V.对于理想溶液,拉乌尔定律与亨利定律是没有区别的:P≡Px8=k,x2 §3.4稀溶液中各组分的化学势 在理想稀溶液中,溶剂和溶质分别服从不同的规律,因此它们的化学势表示式具有不 同的具体内容,这是与理想溶液的不同之处。举二组分体系为例,A为溶剂,B为溶质。 1.稀溶液的定义 两种挥发性物质组成一溶液,在一定的温度和压力下,在一定的浓度范围内,溶剂遵 守拉乌尔定律,溶质遵守亨利定律,这种溶液称为稀溶液。值得注意的是,化学热力学中 稀溶液并不仅仅是指浓度很稀的溶液。 2.溶剂的化学势 溶剂服从拉乌尔定律,其化学势应与理想溶液相同,即T nB nC B P , , ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎝ ⎛ ∂ ∂µ = ,故积分得 VB,m ∗ µ B (T, P)= θ µ B (T)+ ∫ d p (3—3-4) P Pθ VB,m θ µ B (T)是标准态化学势。将(3-17)代入(3-16)得 l µ B = θ µ B (T)+ RTln xB + ∫ d p (3-3-5) P Pθ VB,m 由于在通常情况下,P 与标准压力 θ P 的偏差不会太大,且溶液体积受压力的影响很小,故 若忽略积分项,而认为 ∗ µ B (T, P)≈ ∗ µ B (T, θ P ) ≈ θ µ B (T) 一般来说不致引起很大的误差。所以式(3-3-3)或(3-3-5)就是理想溶液中任一组分的化 学势的表示式。凡是溶液中任一组分的化学势在全部浓度范围内都能用这个公式表示者,则 该溶液就称为理想溶液或理想混合物,这就是理想溶液的热力学定义。 四、 理想溶液的通性 由理想溶液模型和热力学定义式子可以推出理想溶液具有以下通性: i. ∆mixV=0, 即由纯组分混合成溶液时,溶液的体积等于各组分的体积之和,而没有额外 的增加或减少。 ii. ∆mixH=0,这就是说在混合过程中,物质B的摩尔焓没有变化。所以混合前后总焓不变, 不产生热效应。 iii. 具有理想的混合熵。∆mixS= -R∑B B B n ln x iv. 混合吉布斯自由能 ∆mixG。等温 下,根据, ∆G=∆H-∆S,应有 ∆mixG=∆mixH-∆mixS= RT∑ ,由于 <1,所以∆ B B B n ln x B x mixG<0. v. 对于理想溶液,拉乌尔定律与亨利定律是没有区别的: = = B p B B p x ∗ x B k x §3.4 稀溶液中各组分的化学势 在理想稀溶液中,溶剂和溶质分别服从不同的规律,因此它们的化学势表示式具有不 同的具体内容,这是与理想溶液的不同之处。举二组分体系为例,A 为溶剂,B 为溶质。 1. 稀溶液的定义 两种挥发性物质组成一溶液,在一定的温度和压力下,在一定的浓度范围内,溶剂遵 守拉乌尔定律,溶质遵守亨利定律,这种溶液称为稀溶液。值得注意的是,化学热力学中的 稀溶液并不仅仅是指浓度很稀的溶液。 2. 溶剂的化学势 溶剂服从拉乌尔定律,其化学势应与理想溶液相同,即 8
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