大学物理化学经典课件4-5-多组分体系热力学.ppt

1、气态溶液气态溶液固态溶液固态溶液液态溶液液态溶液 稀溶液中溶剂的蒸气压下降、凝固点降低、沸点稀溶液中溶剂的蒸气压下降、凝固点降低、沸点升高及渗透压等的数值均与稀溶液中所含溶质的升高及渗透压等的数值均与稀溶液中所含溶质的数量有关，而与溶质的本性无关，这些性质都称数量有关，而与溶质的本性无关，这些性质都称为稀溶液的依数性。为稀溶液的依数性。1、蒸气压下降2、凝固点降低3、沸点升高4、渗透压BAAAxpppp*稀溶液当冷却到凝固点时析出的可能是纯溶剂，也可能是溶剂和溶质一起析出。当只析出纯溶剂时，即与固态纯溶剂成平衡的稀溶液的凝固点Tf比相同压力下纯溶剂的凝固点T f*低。溶液的冰点下降示意图溶液的

2、冰点下降示意图冰糖水溶液 设有一稀溶液，溶剂摩尔分数为xA，设该溶液在压力p时，凝固点为T。当在T,p下建立凝固平衡时，可表示如下A(l,xA)G*m,A(s)A(l，xA)dA(l,xA)G*m,A(s)dG*m,A(s)dA(l,xA)dG*m,A(s)在p一定时，若xAxAdxA，而相应的凝固点由TTdT，在此条件下再建立新的凝固平衡。这时由平衡条件，应有：令：令：BffbKT BAmfusffHTRTbM*,A2*,A2*MKAmfusffHTR-凝固点降低常数凝固点降低常数 1、鉴定物质纯度。、鉴定物质纯度。2、制造低熔点体系。、制造低熔点体系。保险丝：保险丝：Pb、Bi、Sn、Cd

3、合金，熔点合金，熔点343K，Sn505K。CaO+SiO2配制低熔点的炉渣。配制低熔点的炉渣。用盐的水溶液制造低温水浴。用盐的水溶液制造低温水浴。沸点是液体或溶液的蒸气压沸点是液体或溶液的蒸气压p等于外压等于外压p外外时的温时的温度。度。沸点升高的条件：沸点升高的条件：稀溶液中含有不挥发性溶质。如：糖水。稀溶液中含有不挥发性溶质。如：糖水。只与溶剂性质有关。沸点升高常数，bBbbbbKbKTTdefT*在U形管中用一种半透膜把某一稀溶液和溶剂隔开：实验结果表明，大量溶剂将透过膜进入溶液，使溶液的液面不断上升，直到两液面达到相当大的高度差时才能达到平衡。要使两液面不发生高度差，可在溶液液面上施

4、加额外的压力，假定在一定温度下，当溶液的液面上施加压力为时，两液面可持久保持同样水平，即达到渗透平衡，这个值叫溶液的渗透压。c BT 渗透和反渗透作用在生物学中是十分重要的。在海水淡化技术中亦有重要应用。数。在两相中的浓度比为常形成稀溶液，达平衡后在互不相容的两液相中下，第三种物质，一定iipT 分配系数 explnln,ln,KCCKTRTTTCCRTTTCCCRTpTCRTpTiiiiiiiiiiiiiiii 萃取是利用物质在两液相中的分配而使该物质在某一相中的浓度增大，从而得到富集的过程。这种过程也称液-液萃取。例如：稀土元素的分离：用有机溶剂萃取水溶液中的稀土；冶金中脱硫：不停地造新渣

5、。真实多元体系对理想体系的偏差真实多元体系对理想体系的偏差 活度的定义活度的定义 活度的标准态活度的标准态 真实液态混合物或溶液中组元的化学势真实液态混合物或溶液中组元的化学势 形成真实液态混合物或溶液的混合热力学性质形成真实液态混合物或溶液的混合热力学性质利用溶液蒸气压规律。设蒸气为理想气体。利用溶液蒸气压规律。设蒸气为理想气体。气液平衡时气液平衡时 B(l)B(g)真实多元体系的一般研究方法真实多元体系的一般研究方法 和实际气体用逸度来校正偏差一样，对于非和实际气体用逸度来校正偏差一样，对于非理想溶液理想溶液1907年年路易斯路易斯（Lewis）提出：保持理提出：保持理想体系的组分化学势等

6、表示式，把偏差放在浓度想体系的组分化学势等表示式，把偏差放在浓度项上，引入项上，引入“活度活度”的概念。的概念。用活度代替浓度，原理想体系的公式或规律用活度代替浓度，原理想体系的公式或规律可用于研究真实体系。可用于研究真实体系。1、以、以R为基准为基准 2、以、以H为基准为基准BBBxpp*:理想液态混合物BBBBfxpp*:实际液态混合物:aBBBx f定义活度*aa:BBBBBBpppp或则a物理意义：有效浓度a、f：无量纲的量BxBxkp 理想稀溶液溶质:BxBxBxkp,:真实溶液中溶质BxBBxx,a:定义xBBxBxxBkpkp,aa:或则.aa a,ckpcpbkpbbkpxcB

7、BBcBcbBBBbBbxBBBxBx理想稀溶液理想稀溶液p=KbCdCdCdCdCdfaPaPPaPxCdSnC ,33331,23998 42.0682*,0求又知时当系下，在实72.03333123998*实PaPappaCdCdCd171.142.072.0CdCdCdxafRCdCdCdCdCdCdCdCdppxppxaf,*实实.,1;,1;,1”定律服从“负偏差正偏差Rfff活度及活度系数。的时，求”。服从“时，已知系下，在CdxHPapxCdSnCCdCdCd42.0,800 0106.06820CdxCdxkp:H,则服从PaPaxpkCdCdx754720106.0800318.07547223998,实PaPakpaxCdCd1757.042.0318.0CdCdCdxarHCdCdCdxCdCdCdCdppxkpxar,实实1、多值性：、多值性：a会因修正式选取不同而不同，至会因修正式选取不同而不同，至少有少有aR、aH之分，另外由于之分，另外由于H有多种形式，有多种形式，所以所以aH有多个。有多个。2、活度计算由、活度计算由p实实比一个常数：比一个常数：标实实实实ppkpkpppBxa;.a;a;a%*