物理化学第四章phase5课件.ppt

1、依数性（依数性（colligative properties）依数性质：（依数性质：（colligative properties）指定溶剂指定溶剂的类型和数量后，这些的类型和数量后，这些性质只取决于所含溶质性质只取决于所含溶质粒子的数目粒子的数目，而与溶质的本性无关而与溶质的本性无关。溶质的粒子可以是分子、离子、大分子或胶粒，溶质的粒子可以是分子、离子、大分子或胶粒，这里只讨论粒子是分子的情况。这里只讨论粒子是分子的情况。加入非挥发性溶质加入非挥发性溶质B的二组分稀溶液的二组分稀溶液，溶剂，溶剂A的蒸气压会下降。的蒸气压会下降。B*AA*Axpppp这是造成凝固点下降、沸点升高和渗透压的根本

2、原因。这是造成凝固点下降、沸点升高和渗透压的根本原因。蒸气压下降蒸气压下降在压力一定的情况下，当温度增加时，纯物质化学在压力一定的情况下，当温度增加时，纯物质化学势如何变化？对于固液气不同物态有何差异？势如何变化？对于固液气不同物态有何差异？0*mSTp沸点上升和凝固点下降沸点上升和凝固点下降问题：问题：沸点上升和凝固点下降沸点上升和凝固点下降化学势温度关系图化学势温度关系图AliqAsolventAaRT ln*,凝固点下降凝固点下降沸点上升沸点上升LK线线 稀溶液中液态稀溶液中液态 溶剂溶剂AMN线线 液态纯物质液态纯物质AEF线线 固态纯物质固态纯物质AGH线线 气态纯物质气态纯物质A沸

3、点上升和凝固点下降沸点上升和凝固点下降H2O相图相图solidAp*solventApBbbKTTT*bbbAmvap2*bb)(MHTRK 称为沸点上升系数称为沸点上升系数,单位：单位：kgmolK1bK沸点上升沸点上升(Boiling-point elevation)计算溶质的摩尔质量的方法之一。计算溶质的摩尔质量的方法之一。Amfus2*f)(MHTRKf 称为凝固点下降系数，单位称为凝固点下降系数，单位fK1K molkg 。BfbKTTTf*ff常用溶剂的常用溶剂的 值有表可查。用实验测定值有表可查。用实验测定 值，查出值，查出 ，就可计算溶质的摩尔质量。，就可计算溶质的摩尔质量。f

4、kfkfT凝固点下降凝固点下降(Freezing-point depression)这里的凝固点是指纯溶剂固体析出时的温度。这里的凝固点是指纯溶剂固体析出时的温度。沸点上升和凝固点下降沸点上升和凝固点下降渗透压（渗透压（osmotic pressure）如图所示，在半透膜左边放溶剂，如图所示，在半透膜左边放溶剂，右边放溶液。只有溶剂能透过半右边放溶液。只有溶剂能透过半透膜。透膜。是溶质的浓度。浓度不能太大，这公式就是适用是溶质的浓度。浓度不能太大，这公式就是适用于稀溶液的于稀溶液的vant Hoff 公式。公式。Bc渗透压（渗透压（osmotic pressure）*AABBVnRTnRTc渗

5、透压渗透压 依数性依数性(小结小结)B*AA*Axpppp*AABBVnRTnRTcBfbKTTTf*ffBbbKTTT*bbb4.7 高级相变高级相变p 一级相变一级相变p 二级相变二级相变p 相变相变一级相变一级相变体积的变化，体积的变化，即比容的变化即比容的变化例子例子1.水水 冰冰2.水溶液水溶液 固体固体3.熔化物熔化物 固溶体固溶体STGp)(VPGT)(不连续不连续21SS STHG021VV 热的变化热的变化Clausius-Clapeyron方程只方程只适用于一级相变。适用于一级相变。21GT21V21S0TT0TT0T一级相变图一级相变图二级相变二级相变没有热和比容的变化。

6、没有热和比容的变化。但是膨胀系数，压缩系数和热容发生变化。但是膨胀系数，压缩系数和热容发生变化。PTVV1定压膨胀系数定压膨胀系数定温压缩系数定温压缩系数定压热容定压热容TPVV1PCpTVTPG)(2TPVPG)(22TCTHTTSTGPPp1)(22一级微商连续，二级微商不连续一级微商连续，二级微商不连续二级相变的例子二级相变的例子1.超导金属和普通金属之间的转变超导金属和普通金属之间的转变 1911年昂尼斯年昂尼斯(Onnes)发现。发现。2.铁磁体与顺磁体的转变铁磁体与顺磁体的转变 3.合金的有序与无序的转变合金的有序与无序的转变 4.液态液态He的的I和和II型转变型转变液态氦液态氦

7、He4 II 超流体，能从密封的罐子渗透出来。超流体，能从密封的罐子渗透出来。导热性能比铜还大导热性能比铜还大800倍。倍。二级相变图二级相变图21GT21V21S0TT0TT0T21T21PC210TT0TT0T膨胀系数膨胀系数压缩系数压缩系数热容热容相变相变2.18 K4.2 K液态液态氦氦II超流超流体性体性质：质：爬出爬出来来1.1941年，朗道创立了液体氦的超流动性理论。年，朗道创立了液体氦的超流动性理论。他用数学方法解释了温度处于他用数学方法解释了温度处于2K的液氦为什么的液氦为什么 会失去粘滞性而无磨擦地流动，为什么其热传会失去粘滞性而无磨擦地流动，为什么其热传 导率比铜在室温下

8、的热传导率还要大导率比铜在室温下的热传导率还要大800倍的问题。倍的问题。2.他预言，在超流氦中声音将以两种不同的速度传他预言，在超流氦中声音将以两种不同的速度传 播：一种是大家熟悉的压力波；另一种就是所谓播：一种是大家熟悉的压力波；另一种就是所谓 的的“第二声第二声”，即温度波。，即温度波。1944年，佩歇科夫实验年，佩歇科夫实验 证实了他的这一预言。证实了他的这一预言。3.二级相变的研究，京茨堡（二级相变的研究，京茨堡（Ginzburg）-朗道理朗道理论论4.超导体的理论，京茨堡超导体的理论，京茨堡-朗道理论朗道理论朗道（朗道（Landau）本章小结本章小结分析相图分析相图掌握规律掌握规律

9、12345612345678109111213141516171819:面心立方面心立方：CsCl型（高温）型（高温）：CsCl：复杂立方：复杂立方：六方密排：六方密排：六方密排：六方密排练习练习组分组分A与与B可以形成一下几种稳定化合物：可以形成一下几种稳定化合物：A2B,AB,AB2,AB3，则此则此A-B系统的低共熔点最多为几系统的低共熔点最多为几个？并绘出等压相图示意图。个？并绘出等压相图示意图。对于所给的等压相图，回答：对于所给的等压相图，回答：（1 1）指明各相区的相态及自由度；）指明各相区的相态及自由度；（2 2）指出系统沿图中虚线冷却时所发生的相态变化，并画）指出系统沿图中虚线冷却时所发生的相态变化，并画出其步冷曲线；出其步冷曲线；（3 3）指出相图中所有自由度为）指出相图中所有自由度为0 0的点与线。的点与线。