物理化学课件：§4.2 化学势.ppt

1、14.2 化学势化学势1. 化学势的定义化学势的定义 混合物混合物( (或溶液或溶液) )中组分中组分 B 的偏摩尔吉布斯函数的偏摩尔吉布斯函数 GB 定定义为义为 B 的化学势，并用符号的化学势，并用符号 m mB 表示：表示：纯物质的化学势即为其摩尔吉布斯函数：纯物质的化学势即为其摩尔吉布斯函数： 。*,BmBGm2 化学势是化学势是最重要的最重要的热力学函数之一，系统中其它偏摩热力学函数之一，系统中其它偏摩尔量均可通过化学势、化学势的偏导数或它们的组合表示：尔量均可通过化学势、化学势的偏导数或它们的组合表示：系统的各热力学函数则由偏摩尔量的加和公式得到。系统的各热力学函数则由偏摩尔量的加

2、和公式得到。pBBTS)(mTBBpV)(mTBBBBBpppVA)(mmmpBTBBBBBTTppTSAU)()(mmmpBBBBBTTTSH)(mmm32. 多相多组分系统的热力学基本方程多相多组分系统的热力学基本方程 单相多组分系统单相多组分系统适用条件适用条件：系统处于热平衡、力平衡及非体积功为零的情：系统处于热平衡、力平衡及非体积功为零的情况；不仅能应用于变组成的封闭系统，也适用于开放系统。况；不仅能应用于变组成的封闭系统，也适用于开放系统。4利用上式，容易得到另外三个热力学基本方程：利用上式，容易得到另外三个热力学基本方程：它们具有相同的适用条件。由上述基本方程可知：它们具有相同的

3、适用条件。由上述基本方程可知：偏摩尔量偏摩尔量BBBBBBBBBdnpdVSdTdAdnVdpTdSdHdnpdVTdSdUmmmCCCCnVTBnpSBnVSBnpTBBnAnHnUnG,)()()() （m5 多相多组分系统多相多组分系统 对于多相系统，如果忽略相之间的界面效应，则系统的对于多相系统，如果忽略相之间的界面效应，则系统的广度性质广度性质 X 是每个相广度性质是每个相广度性质 X(a a) 之和：之和：故：故：aa)(GGaaaaaamaamaaaBBBBBdnVdpSdTdndpVdTSdGdG)()()()()()()(6即即基于同样的推导，得到基于同样的推导，得到这四个公

4、式适用于封闭的多组分多相系统发生这四个公式适用于封闭的多组分多相系统发生 pVT 变化、变化、相变化和化学变化过程。当然也适用于开放系统。相变化和化学变化过程。当然也适用于开放系统。aaamBBBdnVdpSdTdG)()(aaaaamaamaamBBBBBBBBBdnpdVSdTdAdnVdpTdSdHdnpdVTdSdU)()()()()()(73. 化学势判据及应用举例化学势判据及应用举例8非体积功为零的情况下，封闭系统达到平衡时均有非体积功为零的情况下，封闭系统达到平衡时均有与达到平衡的方式无关。与达到平衡的方式无关。恒温、恒压下恒温、恒压下G 达到极小值达到极小值恒温、恒容下恒温、恒

5、容下A 达到极小值达到极小值0)()(aaamBBBdn9 相平衡相平衡 物质总是从其化学势高的相向化学势低的相迁移，这物质总是从其化学势高的相向化学势低的相迁移，这一过程将持续至物质迁移达平衡时为止，此时系统中每个一过程将持续至物质迁移达平衡时为止，此时系统中每个组分在其所处的相中的化学势相等。组分在其所处的相中的化学势相等。0)()()()()()()()()(ammmaamaamaBBBBBBBBBBdndndndn10 化学平衡化学平衡 首先假定系统已处于相平衡，有首先假定系统已处于相平衡，有用用 表示表示 B 组分的化学势，从而组分的化学势，从而B Bm m故化学平衡条件故化学平衡条件该平衡条件与化学反应达到平衡的方式无关。该平衡条件与化学反应达到平衡的方式无关。)()()(mmamBBB0BBBdnm例例7