物理化學(xué)電子教案-課件

物理化學(xué)電子教案—第四章氣態(tài)溶液固態(tài)溶液液態(tài)溶液非電解質(zhì)溶液正規(guī)溶液2023/9/18物理化學(xué)電子教案—第四章氣態(tài)溶液固態(tài)溶液液態(tài)溶液非電第四章 多組分系統(tǒng)熱力學(xué)§4.1偏摩爾量§4.2溶液組成的表示法§4.3偏摩爾量與化學(xué)勢§4.4稀溶液中的兩個(gè)經(jīng)驗(yàn)定律§4.5混合氣體中各組分的化學(xué)勢§4.6液體混合物§4.7稀溶液中各組分的化學(xué)勢§4.8稀溶液的依數(shù)性§4.9Duhem-Margules公式§4.10非理想溶液§4.11

分配定律2023/9/18第四章 多組分系統(tǒng)熱力學(xué)§4.1偏摩爾量§4.2第四章 多組分系統(tǒng)熱力學(xué)溶液（solution）廣義地說，兩種或兩種以上物質(zhì)彼此以分子或離子狀態(tài)均勻混合所形成的體系稱為溶液。溶液以物態(tài)可分為氣態(tài)溶液、固態(tài)溶液和液態(tài)溶液。根據(jù)溶液中溶質(zhì)的導(dǎo)電性又可分為電解質(zhì)溶液和非電解質(zhì)溶液。本章主要討論液態(tài)的非電解質(zhì)溶液。2023/9/18第四章 多組分系統(tǒng)熱力學(xué)溶液（solution）第四章 多組分系統(tǒng)熱力學(xué)經(jīng)典熱力學(xué)系統(tǒng)簡單系統(tǒng)（相組成不變的單相或多相系統(tǒng)）多組分系統(tǒng)（相組成改變的單相或多相系統(tǒng)）2023/9/18第四章 多組分系統(tǒng)熱力學(xué)經(jīng)典熱力學(xué)系統(tǒng)簡單系統(tǒng)（相組成不第四章 多組分系統(tǒng)熱力學(xué)溶劑（solvent）和溶質(zhì)（solute）如果組成溶液的物質(zhì)有不同的狀態(tài)，通常將液態(tài)物質(zhì)稱為溶劑，氣態(tài)或固態(tài)物質(zhì)稱為溶質(zhì)。如果都是液態(tài)，則把含量多的一種稱為溶劑，含量少的稱為溶質(zhì)。2023/9/18第四章 多組分系統(tǒng)熱力學(xué)溶劑（solvent）和溶質(zhì)（s第四章 多組分系統(tǒng)熱力學(xué)混合物（mixture）多組分均勻體系中，溶劑和溶質(zhì)不加區(qū)分，各組分均可選用相同的標(biāo)準(zhǔn)態(tài)，使用相同的經(jīng)驗(yàn)定律，這種體系稱為混合物，也可分為氣態(tài)混合物、液態(tài)混合物和固態(tài)混合物。2023/9/18第四章 多組分系統(tǒng)熱力學(xué)混合物（mixture）§4.1偏摩爾量問題的提出偏摩爾量偏摩爾量的測定法舉例偏摩爾量與摩爾量的差別右布斯-杜亥姆方程偏摩爾量之間的函數(shù)關(guān)系2023/9/18§4.1偏摩爾量問題的提出2023/8/61.問題的提出18.09cm336.18cm3＝1molH2O(l)+1molH2O(l)Vm*水=18.09cm3·mol–1V*=nVm*水=36.18cm3

18.09cm32023/9/181.問題的提出18.09cm336.18cm3＝1mol1.問題的提出1molC2H5OH（l）+1molC2H5OH（l）Vm*乙醇=58.35cm3·mol-1V*=nVm*乙醇=116.70cm3

58.35cm358.35cm3116.70cm3

＝2023/9/181.問題的提出1molC2H5OH（l）+1molC21.問題的提出58.35cm318.09cm374.40cm3＝

V≠n水Vm*水+n乙醇Vm*乙醇=76.44cm3V=n水V水+n乙醇V乙醇2023/9/181.問題的提出58.35cm318.09cm374.402.偏摩爾量在多組分體系中，每個(gè)熱力學(xué)函數(shù)的變量就不止兩個(gè)，還與組成體系各物的物質(zhì)的量有關(guān)。設(shè)X代表V，U，H，S，A，G等廣度性質(zhì)，則對(duì)多組分體系偏摩爾量XB的定義為：

XB稱為物質(zhì)B的某種容量性質(zhì)X的偏摩爾量（partialmolarquantity）。2023/9/182.偏摩爾量在多組分體系中，每個(gè)熱力學(xué)函數(shù)的變量就不止兩個(gè)，2.偏摩爾量使用偏摩爾量時(shí)應(yīng)注意：1.偏摩爾量的含義是：在恒溫、恒壓、保持B物質(zhì)以外的所有組分的物質(zhì)的量不變的條件下，改變所引起廣度性質(zhì)X的變化值，或在恒溫、恒壓條件下，在大量的定組成體系中加入單位物質(zhì)的量的B物質(zhì)所引起廣度性質(zhì)X的變化值。2.只有廣度性質(zhì)才有偏摩爾量，而偏摩爾量是強(qiáng)度性質(zhì)。3.純物質(zhì)的偏摩爾量就是它的摩爾量。4.任何偏摩爾量都是T，p和組成的函數(shù)。2023/9/182.偏摩爾量使用偏摩爾量時(shí)應(yīng)注意：1.偏摩爾量的含義是：在恒2.偏摩爾量 設(shè)一個(gè)均相體系由1、2、、k個(gè)組分組成，則體系任一容量性質(zhì)X應(yīng)是T，p及各組分物質(zhì)的量的函數(shù)，即：在恒溫、恒壓條件下：2023/9/182.偏摩爾量 設(shè)一個(gè)均相體系由1、2、、k個(gè)組分組成，2.偏摩爾量按偏摩爾量定義,在保持偏摩爾量不變的情況下，對(duì)上式積分則2023/9/182.偏摩爾量按偏摩爾量定義,在保持偏摩爾量不變的情況下，對(duì)上2.偏摩爾量這就是偏摩爾量的集合公式，說明系統(tǒng)的總的容量性質(zhì)等于各組分偏摩爾量的加和。例如：系統(tǒng)只有兩個(gè)組分，其物質(zhì)的量和偏摩爾體積分別為

和，則系統(tǒng)的總體積為：2023/9/182.偏摩爾量這就是偏摩爾量的集合公式，說明系統(tǒng)的總的2.偏摩爾量又如：2023/9/182.偏摩爾量又如：2023/8/63.偏摩爾量的測定法舉例VnBB作圖法：解析法：V=f(nB)2023/9/183.偏摩爾量的測定法舉例VnBB作圖法：解析法：4.偏摩爾量與摩爾量的差別摩爾量：純組分的偏摩爾量：混合物若體系僅有一種組分（即純物質(zhì)），則根據(jù)摩爾量的定義，XB就是摩爾量。2023/9/184.偏摩爾量與摩爾量的差別摩爾量：純組分的偏摩爾量：混合物5.吉布斯-杜亥姆方程如果在溶液中不按比例地添加各組分，則溶液濃度會(huì)發(fā)生改變，這時(shí)各組分的物質(zhì)的量和偏摩爾量均會(huì)改變。對(duì)X進(jìn)行微分根據(jù)集合公式在恒溫、恒壓下某均相體系任一容量性質(zhì)的全微分為：2023/9/185.吉布斯-杜亥姆方程如果在溶液中不按比例地添加各組5.吉布斯-杜亥姆方程 這就稱為Gibbs-Duhem方程，說明偏摩爾量之間是具有一定聯(lián)系的。某一偏摩爾量的變化可從其它偏摩爾量的變化中求得。（1）（2）兩式相比，得：2023/9/185.吉布斯-杜亥姆方程 這就稱為Gibbs-Duhem方程，6.偏摩爾量之間的函數(shù)關(guān)系很容易證明，XB具有純物質(zhì)類似的關(guān)系式，如

HB=UB+pVB

FB=UB–TSB

GB=HB–TSB等等，即與狀態(tài)函數(shù)的關(guān)系相同。2023/9/186.偏摩爾量之間的函數(shù)關(guān)系很容易證明，XB具有純物質(zhì)例題例題：在常溫常壓下，1kg水中加入NaBr，水溶液的體積m是質(zhì)量摩爾濃度，即1kg水中所溶NaBr的物質(zhì)的量。求m=0.25mol

kg-1和m=0.50mol

kg-1時(shí)，在溶液中NaBr（B）和H2O（A）的偏摩爾體積。2023/9/18例題例題：在常溫常壓下，1kg水中加入NaBr，水溶液的體積例題以m=0.25mol

kg-1和m=0.50mol

kg-1代入，分別得到在兩種濃度時(shí)NaBr的偏摩爾體積

VB=24.748cm3

mol-1；VB=25.340cm3

mol-1根據(jù)集合公式V=nAVA+nBVB解：由此可得，在兩種溶液中H2O的偏摩爾體積分別為

VA=18.067cm3

mol-1；VA=18.045cm3

mol-12023/9/18例題以m=0.25molkg-1和m=0.50§4.2化學(xué)勢多組分單相系統(tǒng)的熱力學(xué)公式多組分多相系統(tǒng)的熱力學(xué)公式化學(xué)勢判據(jù)及應(yīng)用舉例2023/9/18§4.2化學(xué)勢多組分單相系統(tǒng)的熱力學(xué)公式2023/8/6§4.2化學(xué)勢化學(xué)勢的定義：保持溫度、壓力和除B以外的其它組分不變，體系的Gibbs自由能隨的變化率稱為化學(xué)勢，所以化學(xué)勢就是偏摩爾Gibbs自由能。化學(xué)勢在判斷相變和化學(xué)變化的方向和限度方面有重要作用。2023/9/18§4.2化學(xué)勢化學(xué)勢的定義：保持溫度、壓力和除B以外的其1.多組分單相系統(tǒng)的熱力學(xué)公式在多組分體系中，熱力學(xué)函數(shù)的值不僅與其特征變量有關(guān)，還與組成體系的各組分的物質(zhì)的量有關(guān)。例如：吉布斯函數(shù)G

=G(T,P,nB,nC,nD,······)同理：即：其全微分即：而U=G－pV＋TSdU=d(G－pV＋TS)2023/9/181.多組分單相系統(tǒng)的熱力學(xué)公式在多組分體系中，熱力學(xué)函數(shù)的1.多組分單相系統(tǒng)的熱力學(xué)公式化學(xué)勢廣義定義：保持特征變量和除B以外其它組分不變，某熱力學(xué)函數(shù)隨其物質(zhì)的量的變化率稱為化學(xué)勢。2023/9/181.多組分單相系統(tǒng)的熱力學(xué)公式化學(xué)勢廣義定義：保持特征變量2.多組分多相系統(tǒng)的熱力學(xué)公式多相系統(tǒng)廣度性質(zhì)的狀態(tài)函數(shù)等于各相的函數(shù)值之和，即：U=∑U(

)，H=∑H(

)，G=∑G(

)，A=∑A(

)，S=∑S(

)，V=∑V(

)則有：2023/9/182.多組分多相系統(tǒng)的熱力學(xué)公式多相系統(tǒng)廣度性2.多組分多相系統(tǒng)的熱力學(xué)公式同理：2023/9/182.多組分多相系統(tǒng)的熱力學(xué)公式同理：2023/8/63.化學(xué)勢判據(jù)及其應(yīng)用舉例2023/9/183.化學(xué)勢判據(jù)及其應(yīng)用舉例2023/8/6（

相所得等于

相所失）3.化學(xué)勢判據(jù)及其應(yīng)用舉例多相體系，物質(zhì)可以越過相界由一相至另一相。假設(shè)系統(tǒng)由

和

兩相構(gòu)成，有dn(

)的物質(zhì)B由

相轉(zhuǎn)移至

相，整個(gè)體系吉布斯自由能的改變：β相α相dn(

)

dG＝dG(

)+dG(

)

當(dāng)恒溫恒壓，

W’=0

時(shí)2023/9/18（相所得等于相所失）3.化學(xué)勢判據(jù)及其應(yīng)用舉例3.化學(xué)勢判據(jù)及其應(yīng)用舉例在恒溫恒壓，W’=0下，若物質(zhì)B化學(xué)勢不等，則相變化的方向必然是從化學(xué)勢高的一相轉(zhuǎn)變到化學(xué)勢低的一相。物質(zhì)B在兩相中化學(xué)勢相等便達(dá)到其在兩相中的平衡。自發(fā)

(

)<

(

)平衡

(

)=

(

)2023/9/183.化學(xué)勢判據(jù)及其應(yīng)用舉例在恒溫恒壓，W’=03.化學(xué)勢判據(jù)及其應(yīng)用舉例

相

相dnB

相

相dnB

相

相2023/9/183.化學(xué)勢判據(jù)及其應(yīng)用舉例相相dnB相相d§4.3氣體組分的化學(xué)勢純理想氣體的化學(xué)勢理想氣體混合物中任一組分的化學(xué)勢純真實(shí)氣體的化學(xué)勢真實(shí)氣體混合物中任一組分的化學(xué)勢2023/9/18§4.3氣體組分的化學(xué)勢純理想氣體的化學(xué)勢2023/8/1.純理想氣體的化學(xué)勢只有一種理想氣體，pg,T,p

(g)pg,T,p

*(pg)2023/9/181.純理想氣體的化學(xué)勢只有一種理想氣體，pg,T,pp1.純理想氣體的化學(xué)勢這是理想氣體化學(xué)勢的表達(dá)式。化學(xué)勢是T，p的函數(shù)。 是溫度為T，壓力為標(biāo)準(zhǔn)壓力時(shí)理想氣體的化學(xué)勢，這個(gè)狀態(tài)就是氣體的標(biāo)準(zhǔn)態(tài)。2023/9/181.純理想氣體的化學(xué)勢這是理想氣體化學(xué)勢的表達(dá)式?；瘜W(xué)勢是T2.理想氣體混合物中任一組分的化學(xué)勢氣體混合物中某一種氣體B的化學(xué)勢這個(gè)式子也可看作理想氣體混合物的定義。將道爾頓分壓定律 代入上式，得： 是純氣體B在指定T，p時(shí)的化學(xué)勢，顯然這不是標(biāo)準(zhǔn)態(tài)。2023/9/182.理想氣體混合物中任一組分的化學(xué)勢氣體混合物中某一種氣體B3.純真實(shí)氣體的化學(xué)勢pg,p

1mol,

(g)

p1mol,

*(g)

Gm

Gm=

*(g)－

(g)

Gm,1=RTln(p/p

)p→01molpg,p1mol

Gm,2

Gm,1

Gm,32023/9/183.純真實(shí)氣體的化學(xué)勢pg,ppGmGm=3.純真實(shí)氣體的化學(xué)勢由于：

Gm=

Gm,1＋

Gm,2＋

Gm,3由于：2023/9/183.純真實(shí)氣體的化學(xué)勢由于：Gm=Gm,1＋4.真實(shí)氣體混合物中任一組分的化學(xué)勢真實(shí)氣體混合物中任一組分的化學(xué)勢類似可得：2023/9/184.真實(shí)氣體混合物中任一組分的化學(xué)勢真實(shí)氣體混合物中任一組§4.4拉烏爾定律和享利定律拉烏爾定律享利定律拉烏爾定律和享利定律的對(duì)比2023/9/18§4.4拉烏爾定律和享利定律拉烏爾定律2023/8/61.拉烏爾定律拉烏爾定律（Raoult’sLaw）1887年，法國化學(xué)家Raoult從實(shí)驗(yàn)中歸納出一個(gè)經(jīng)驗(yàn)定律：在定溫下，在稀溶液中，溶劑的蒸氣壓等于純?nèi)軇┱魵鈮撼艘匀芤褐腥軇┑奈镔|(zhì)的量分?jǐn)?shù)，用公式表示為：如果溶液中只有A，B兩個(gè)組分，則拉烏爾定律也可表示為：溶劑蒸氣壓的降低值與純?nèi)軇┱魵鈮褐鹊扔谌苜|(zhì)的摩爾分?jǐn)?shù)。2023/9/181.拉烏爾定律拉烏爾定律（Raoult’sLaw）181.拉烏爾定律pA,pB,pC…yA,yB,yC…xA,xB,xC…T恒定，平衡態(tài)2023/9/181.拉烏爾定律pA,pB,pC…xA,xB1.拉烏爾定律例題：298K時(shí)純CHCl3和純CCl4的飽和蒸汽壓分別為2.64×104Pa和1.527×104Pa，若兩者形成理想溶液，并由CHCl3和CCl4各為1.00mol混合而成。計(jì)算⑴與溶液呈平衡的氣相組成；⑵溶液的總蒸汽壓。2023/9/181.拉烏爾定律例題：298K時(shí)純CHCl3和純CCl4的例題解（1）由拉烏爾定律得：由分壓定律得：（2）溶液的總蒸氣壓為兩物質(zhì)的分壓和2023/9/18例題解（1）由拉烏爾定律得：由分壓定律得：（2）溶液的總2.享利定律亨利定律（Henry’sLaw）1803年英國化學(xué)家Henry根據(jù)實(shí)驗(yàn)總結(jié)出另一條經(jīng)驗(yàn)定律：在一定溫度和平衡狀態(tài)下，氣體在液體里的溶解度（用物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)xB表示）與該氣體的平衡分壓pB成正比。用公式表示為：或式中稱為亨利定律常數(shù)，其數(shù)值與溫度、壓力、溶劑和溶質(zhì)的性質(zhì)有關(guān)。若濃度的表示方法不同，則其值亦不等，即：2023/9/182.享利定律亨利定律（Henry’sLaw）1803年2.享利定律使用亨利定律應(yīng)注意：(1)式中pB為該氣體的分壓。對(duì)于混合氣體，在總壓不大時(shí)，亨利定律分別適用于每一種氣體。(3)溶液濃度愈稀，對(duì)亨利定律符合得愈好。對(duì)氣體溶質(zhì)，升高溫度或降低壓力，降低了溶解度，能更好服從亨利定律。(2)溶質(zhì)在氣相和在溶液中的分子狀態(tài)必須相同。如，在氣相為分子，在液相為和，則亨利定律不適用。2023/9/182.享利定律使用亨利定律應(yīng)注意：(1)式中pB為該氣體的2.享利定律pA,pB,pC…yA,yB,yC…xA,bB,bC…T恒定，平衡態(tài)，稀溶液2023/9/182.享利定律pA,pB,pC…xA,bB,2.享利定律例題在293K時(shí)當(dāng)HCl的分壓為1.013

105Pa時(shí)，它在苯中的量分?jǐn)?shù)為0.0425，若293K時(shí)純苯的蒸氣壓為1.00

104Pa，問在苯與氯化氫的總壓p

時(shí)，100g苯里溶解多少克HCl？2023/9/182.享利定律例題在293K時(shí)當(dāng)HCl的分壓為1.01例題解：因?yàn)閜HCl=kx,HClxHCl

所以kx,HCl=pHCl/xHCl=1.013

105Pa/0.0425=2.38

104Pa又因?yàn)樵?93K時(shí)p=pC6H6+pHCl=1.013

105Pa所以P*C6H6·xC6H6+kx,HCl·xHCl=1.013

105Pa解得：mHCl=1.87g2023/9/18例題解：因?yàn)閜HCl=kx,HClxHCl解得：m3.拉烏爾定律和亨利定律的微觀解釋不要求2023/9/183.拉烏爾定律和亨利定律的微觀解釋不要求2023/8/64.拉烏爾定律和亨利定律對(duì)比2023/9/184.拉烏爾定律和亨利定律對(duì)比2023/8/6§4.5理想液態(tài)混合物理想液態(tài)混合物理想混合物中任一組分的化學(xué)勢理想混合物的混合性質(zhì)2023/9/18§4.5理想液態(tài)混合物理想液態(tài)混合物2023/8/61.理想液態(tài)混合物若液態(tài)混合物中任一組分在全部組組成范圍內(nèi)都符合拉爾定律，則該混合物稱為理想液態(tài)混合物，我們稱之為液態(tài)混合物。pA,pB,pC…yA,yB,yC…xA,xB,xC…T恒定，平衡態(tài)如果只有兩個(gè)組分，則：由于xA=1–xB，所以有：2023/9/181.理想液態(tài)混合物若液態(tài)混合物中任一組分在全部組2.理想液態(tài)混合物中任一組分的化學(xué)勢設(shè)溫度T時(shí)，溶液與其蒸汽達(dá)到平衡，溶液中組分B的化學(xué)勢與氣相中B的化學(xué)勢相等，氣相看作混合理想氣體，有：式中pB為組分B的分壓，組分B符合拉烏爾定律，有2023/9/182.理想液態(tài)混合物中任一組分的化學(xué)勢設(shè)溫度T時(shí)2.理想液態(tài)混合物中任一組分的化學(xué)勢將上式代入：得：由于很小，當(dāng)p和p

相差不大時(shí)，可以忽略不計(jì)，則有：2023/9/182.理想液態(tài)混合物中任一組分的化學(xué)勢將上式代入：得：由于3.理想液態(tài)混合物的混合性質(zhì)(1)混合過程

mixV=0理想溶液的體積恒溫恒壓由純組分混合形成理想溶液，體積不變?；旌象w積為零，即：

mixV=0（混合前的總體積）2023/9/183.理想液態(tài)混合物的混合性質(zhì)(1)混合過程mixV=3.理想液態(tài)混合物的混合性質(zhì)（2）混合過程

mixH

=0根據(jù)吉布斯－亥姆亥茲方程，即：理想溶液的總焓：（混合前的總焓）恒溫恒壓由純組分混合形成理想溶液，總焓值不變，此謂無熱效應(yīng)。混合焓為零，即：

mixH

=02023/9/183.理想液態(tài)混合物的混合性質(zhì)（2）混合過程mixH=3.理想液態(tài)混合物的混合性質(zhì)（3）混合過程

mixG

=RT(nBlnxB+nClnxC)由于0<xB＜1，所以

mixG＜0，自發(fā)過程2023/9/183.理想液態(tài)混合物的混合性質(zhì)（3）混合過程mixG=3.理想液態(tài)混合物的混合性質(zhì)（4）混合過程

mixS

=–nR(xBlnxB+xClnxC)由于xB＜1，故

mixS＞02023/9/183.理想液態(tài)混合物的混合性質(zhì)（4）混合過程mixS=3.理想液態(tài)混合物的混合性質(zhì)2023/9/183.理想液態(tài)混合物的混合性質(zhì)2023/8/6§4.6理想稀溶液溶劑的化學(xué)勢溶質(zhì)的化學(xué)勢其它組成標(biāo)度表示的溶質(zhì)的化學(xué)勢分配定律2023/9/18§4.6理想稀溶液溶劑的化學(xué)勢2023/8/6§4.6理想稀溶液定義：一定溫度下，溶劑和溶質(zhì)分別服從拉烏爾定律和亨利定律的無限稀薄溶液。微觀模型：溶質(zhì)分子間隔很遠(yuǎn)，溶劑分子和溶質(zhì)分子周圍幾乎全是溶劑分子。xA≈1,xB+xC+

xD+······≈0pA,pB,pC…yA,yB,yC…xA,xB,xC…T恒定，平衡態(tài)2023/9/18§4.6理想稀溶液定義：一定溫度下，溶劑和溶質(zhì)分別服從拉1.溶劑的化學(xué)勢 溶劑服從Raoult定律， 是在該溫度下純?nèi)軇┑娘柡驼魵鈮骸?的物理意義是：恒溫、恒壓時(shí)，純?nèi)軇?/p>

的化學(xué)勢，它不是標(biāo)準(zhǔn)態(tài)。當(dāng)p與p

相差不太大下，溶劑的化學(xué)勢2023/9/181.溶劑的化學(xué)勢 溶劑服從Raoult定律， 1.溶劑的化學(xué)勢由于當(dāng)溶液很稀，∑bB很小時(shí)：有代入得2023/9/181.溶劑的化學(xué)勢由于當(dāng)溶液很稀，∑bB很小時(shí)：有代入得22.溶質(zhì)的化學(xué)勢Henry定律溶質(zhì)實(shí)際的蒸氣壓曲線如實(shí)線所示，W點(diǎn)是 時(shí)的蒸氣壓。

(溶質(zhì))是 時(shí)又服從Henry定律那個(gè)假想態(tài)的化學(xué)勢，實(shí)際不存在。當(dāng)p與p

相差不大時(shí)在一定T，p下，有：2023/9/182.溶質(zhì)的化學(xué)勢Henry定律溶質(zhì)實(shí)際的蒸氣壓曲線如2.溶質(zhì)的化學(xué)勢bBWbBp=kb,BbB2023/9/182.溶質(zhì)的化學(xué)勢bBWbBp=kb,BbB2023/8/63.其它組成標(biāo)度表示的溶質(zhì)的化學(xué)勢享利定律溶質(zhì)化學(xué)勢

(溶質(zhì)) 是 時(shí)又服從Henry定律那個(gè)假想態(tài)的化學(xué)勢，2023/9/183.其它組成標(biāo)度表示的溶質(zhì)的化學(xué)勢享利定律溶質(zhì)化學(xué)勢 (溶3.其它組成標(biāo)度表示的溶質(zhì)的化學(xué)勢享利定律溶質(zhì)化學(xué)勢2023/9/183.其它組成標(biāo)度表示的溶質(zhì)的化學(xué)勢享利定律溶質(zhì)化學(xué)勢2023例題1題12023/9/18例題1題12023/8/6例題12023/9/18例題12023/8/6例題2題22023/9/18例題2題22023/8/6例題22023/9/18例題22023/8/64.分配定律 “在定溫、定壓下，若一個(gè)物質(zhì)溶解在兩個(gè)同時(shí)存在的互不相溶的液體里，達(dá)到平衡后，該物質(zhì)在兩相中濃度之比等于常數(shù)”，這稱為分配定律。用公式表示為：式中bB(

)

和bB(

)分別為溶質(zhì)B在兩個(gè)互不相溶的溶劑

，

中的濃度，K稱為分配系數(shù)（distributioncoefficient）。2023/9/184.分配定律 “在定溫、定壓下，若一個(gè)物質(zhì)溶解在兩個(gè)同時(shí)存在4.分配定律T一定時(shí)這個(gè)經(jīng)驗(yàn)定律可以從熱力學(xué)得到證明。定溫定壓下，達(dá)到平衡時(shí)，溶質(zhì)B在

，

兩相中的化學(xué)勢相等，即：2023/9/184.分配定律T一定時(shí)這個(gè)經(jīng)驗(yàn)定律可以從熱力學(xué)得到證明4.分配定律如果溶質(zhì)在任一溶劑中有締合或離解現(xiàn)象，則分配定律只能適用于在溶劑中分子形態(tài)相同的部分。 分配定律的應(yīng)用：（1）可以計(jì)算萃取的效率問題。例如，使某一定量溶液中溶質(zhì)降到某一程度，需用一定體積的萃取劑萃取多少次才能達(dá)到。 （2）可以證明，當(dāng)萃取劑數(shù)量有限時(shí)，分若干次萃取的效率要比一次萃取的高。2023/9/184.分配定律如果溶質(zhì)在任一溶劑中有締合或離解現(xiàn)象，則4.分配定律例題在293.15K時(shí)，某有機(jī)酸在水和乙醚中的分配系數(shù)為0.4。(1)今有該有機(jī)酸5×10-3

kg溶于0.100dm3水中，若每次用0.020dm3乙醚萃取，連續(xù)萃取兩次（所用乙醚事先被水所飽和，因此萃取時(shí)不會(huì)有乙醚溶于水），求水中還剩有多少kg有機(jī)酸。(2)若一次用0.040dm3乙醚萃取，問在水中還剩多少有機(jī)酸？2023/9/184.分配定律例題在293.15K時(shí)，某有機(jī)酸在水和乙醚中4.分配定律解（1）設(shè)第一次萃取后，水相中還剩m1(kg)的有機(jī)酸，則萃取平衡時(shí)c(乙醚相)=[(5

10–3kg–

m1)/M]/0.020dm3c(水相)=（m1/M)/0.100dm3根據(jù)分配定律：

c(水相)/c(乙醚相)=0.4代入得：

m1/0.100

=[(5

10–3kg–

m1)/0.02]

0.4

m1=3.33

10-3kg2023/9/184.分配定律解（1）設(shè)第一次萃取后，水相中還剩m1(kg)的4.分配定律設(shè)第二次萃取后水相中還剩的有機(jī)酸的量為m2kg,則同理可解得：

m2=2.22

10-3kg(2)將乙醚體積換為0.040dm3，同理可解：水相中剩下的有機(jī)酸的量m=2.5

10-3kg2023/9/184.分配定律設(shè)第二次萃取后水相中還剩的有機(jī)酸的量為m2kg§4.7稀溶液的依數(shù)性溶劑蒸氣壓下降凝固點(diǎn)下降沸點(diǎn)升高滲透壓2023/9/18§4.7稀溶液的依數(shù)性溶劑蒸氣壓下降2023/8/6§4.7稀溶液的依數(shù)性依數(shù)性質(zhì)：（colligativeproperties）指定溶劑的類型和數(shù)量后，這些性質(zhì)只取決于所含溶質(zhì)粒子的數(shù)目，而與溶質(zhì)的本性無關(guān)。溶質(zhì)的粒子可以是分子、離子、大分子或膠粒，這里只討論粒子是分子的情況，其余在下冊討論。依數(shù)性的種類：1.蒸氣壓下降2.凝固點(diǎn)降低3.沸點(diǎn)升高4.滲透壓2023/9/18§4.7稀溶液的依數(shù)性依數(shù)性質(zhì)：（colligative對(duì)于二組分稀溶液，加入非揮發(fā)性溶質(zhì)B以后，溶劑A的蒸氣壓會(huì)下降。這是造成凝固點(diǎn)下降、沸點(diǎn)升高和滲透壓的根本原因。1.溶劑蒸氣壓下降2023/9/18對(duì)于二組分稀溶液，加入非揮發(fā)性溶質(zhì)B以后，溶劑A的蒸Kf稱為凝固點(diǎn)降低系數(shù)（freezingpointloweringcoefficients），單位：K

molkg–1bB為非電解質(zhì)溶質(zhì)的質(zhì)量摩爾濃度，單位：molkg–1這里的凝固點(diǎn)是指純?nèi)軇┕腆w析出時(shí)的溫度。常用溶劑的Kf值有表可查。用實(shí)驗(yàn)測定值，查出Kf，就可計(jì)算溶質(zhì)的摩爾質(zhì)量。2.凝固點(diǎn)降低2023/9/18Kf稱為凝固點(diǎn)降低系數(shù)（freezingpointlow

Kf稱為沸點(diǎn)升高系數(shù)（boilingpointelevationcoefficints），單位：K

molkg–1。常用溶劑的Kf值有表可查。測定值，查出Kf，就可以計(jì)算溶質(zhì)的摩爾質(zhì)量。3.沸點(diǎn)升高2023/9/18Kf稱為沸點(diǎn)升高系數(shù)（boilingpointelev如圖所示，在半透膜左邊放溶劑，右邊放溶液。只有溶劑能透過半透膜。由于純?nèi)軇┑幕瘜W(xué)勢大于溶液中溶劑的化學(xué)勢，所以溶劑有自左向右滲透的傾向。為了阻止溶劑滲透，在右邊施加額外壓力，使半透膜雙方溶劑的化學(xué)勢相等而達(dá)到平衡。這個(gè)額外施加的壓力就定義為滲透壓。

是溶質(zhì)的濃度。濃度不能太大，這公式就是適用于稀溶液的van’tHoff

公式。4.滲透壓（osmoticpressure）2023/9/18如圖所示，在半透膜左邊放溶劑，右邊放溶液。只有溶劑能透過半透4.滲透壓（osmoticpres