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使得 △Gmn(T)= RINk (4-2-14) 如果溶液中的物质浓度以C( modem3)来表示,则可将K转化成Kc n 由于稀溶液溶质的浓度,一般采用质量摩尔浓度mg,因此相应的化学平衡常数为 因mg=ng/MAnA,代入上式便有 这样,当溶液中的化学反应达到化学平衡时,根据所采用溶质浓度的单位xn,m,CB, 就可以计算相应的平衡常数了。相应的标准态等温方程与标准平衡常数为 △Gmx(D)= STInK K.=ILx △Gn.c(T)=-RInK° Ke=II(cB/c%)"B △Gm.m(T)= RTInKm0 Ke=ll(mB/m) 必须注意的是:上述三个标准态是不同的。△Gmx是以亭利直线外推到x2=1的假想的状态 为标准态:△G°m1c与△G°mm则在亨利直线上,分别以cB=c=1molm3与mB=m=1 mol Ko的 假想态为标准态,由于标准态不同,K≠=K。≠Km 对于实际溶液中的反应,不论以K还是K都是随浓度而变的,因而必须以活度a=Bxg; a=BcB来代替xg及cB才能得到恒定的平衡常数 五、复相反应的化学平衡 前面讨论了均相体系中的化学平衡,下面讨论反应体系中存在着固态或纯液态物质的情 况 复相反应定义:反应体系中既有气相又存在凝聚相 凝聚相为纯态时的化学平衡 例如反应 CaCO3(s)o Cao(s)+CO(g) 如果将这类反映能够在封闭体系内进行,当体系达到平衡态时,必须考虑体系中存在着 相平衡的条件,体系中任一种固态或液态纯物质必与其蒸气存在平衡,故 H*( CaCO (s))=H( Caco(g) u*(CaO(s)=μ(CaO(g)) (4-2-17) 由于气相中CaCO3,CaO与CO2三种物质达到化学平衡,因此在气相中 H(Cao(g))+u(CO2(g))-H( CaCO3 (9)=0 将式(4217)及μ(g=B°(D)+RThn(PB2/p代入上式得到 H*(CaO(S)+ RTIn(pcoz/p)ea-H*( CaCO3 (s)=0 在一般压力下,μ*(CaO(s)≈pe(CaO(s) u*(CaCO3(S)≈μ(CaCO3(S)使得 ∆Gm (T) = -RTlnKx θ (4-2-14) 如果溶液中的物质浓度以C(mol.cm -3)来表示,则可将Kx转化成KC KC = Kx −∑ ∑ B B B n V ν ( ) (4-2-15) 由于稀溶液溶质的浓度,一般采用质量摩尔浓度mB,因此相应的化学平衡常数为 km = d e g D E h G H m m m m = ΠmB νB 因mB = nB / MAnA, 代入上式便有 km = Kx(1 /MA A x )ΣνB (4-2-16) 这样,当溶液中的化学反应达到化学平衡时,根据所采用溶质浓度的单位 xB ,mB,CB, 就可以计算相应的平衡常数了。相应的标准态等温方程与标准平衡常数为 ∆Gθ m, x (T) = -RTlnKx θ Kx θ =Π νB B x ∆Gθ m, c (T) = -RTlnKc θ Kc θ =Π (cB/cθ ) νB ∆Gθ m, m (T) = -RTlnKm θ Kc θ =Π (mB/mθ ) νB 必须注意的是:上述三个标准态是不同的。∆Gθ m, x 是以亨利直线外推到 =1 的假想的状态 为标准态;∆G B x θ m, c与∆Gθ m, m 则在亨利直线上,分别以cB= c θ =1mol.m -3与mB=m θ =1mol.Kg-1的 假想态为标准态,由于标准态不同,Kx θ ≠ Kc θ ≠ Km θ 对于实际溶液中的反应,不论以Kx还是Kc都是随浓度而变的,因而必须以活度ax=γB B x ; ac=γc,B cB来代替 及c B x B才能得到恒定的平衡常数。 五、复相反应的化学平衡 前面讨论了均相体系中的化学平衡,下面讨论反应体系中存在着固态或纯液态物质的情 况。 1. 复相反应定义:反应体系中既有气相又存在凝聚相 2. 凝聚相为纯态时的化学平衡: 例如反应 CaCO3(s) ⇔ CaO (s) +CO2(g) 如果将这类反映能够在封闭体系内进行,当体系达到平衡态时,必须考虑体系中存在着 相平衡的条件,体系中任一种固态或液态纯物质必与其蒸气存在平衡,故 µ*( CaCO3(s)) = µ ( CaCO3(g) µ* (CaO (s)) = µ (CaO (g)) (4-2-17) 由于气相中CaCO3,CaO与CO2三种物质达到化学平衡,因此在气相中 µ (CaO (g)) +µ (CO2(g)) - µ ( CaCO3(g) =0 将式(4-2-17)及µB(g)= µB θ (T) +RT ln (pB / p θ )代入上式得到 µ* (CaO (s))+ RTln(pCO2 / p θ )eq - µ* ( CaCO3(s))= 0 在一般压力下,µ* (CaO (s))≈ µ θ (CaO (s)) µ* ( CaCO3(s)) ≈ µ θ ( CaCO3(s))
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